FI68013C - Foerfarande och anordning foer skaerning av arkformigt material - Google Patents

Description

r , KUULUTUSJULKAISU . Q n . -.

B 1 UTLÄGG Nl N GSSKRIFT 6 801 3 ~ (45) (51) Kv.lk.*/lnt.CI.‘ B 26 D 5/30, D 06 H 7/00 £^jQ|^||__p||yJ^^|^g} (21) Patenttihakemus — Patentansökning 800509 (22) Hakemispäivä — Ansöknlngsdag 2 0.0 2.8 0 (FJ) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 20.02.80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 11 ,03.81

Patentti- Ja rekisterihallitus /44} Nähtäväksipanon ja kuul.julkalsun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 29.03.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 1 0.09.75 USA(US) 073871 Toteennäytetty-Sryrkt (71) Gerber Garment Technology, Inc., 55 Gerber Road, South Windsor, Connecticut, USA(US) (72) Heinz Joseph Gerber, West Hartford, Connecticut, Leonard Geary Rich,

West Hartford, Connecticut, USA(US) (74) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä ja laitteisto ohut 1evyaineen leikkaamiseksi - Förfarande och anordning för skärning av arkformigt material

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää ja laitteistoa pehmeän ohutlevyaineen leikkaamiseksi, joka laitteisto on varustettu suljetulla säätösilmukalla. Erityisesti koskee esillä oleva keksintö automaattisesti ohjattua leikkauskonetta, jossa on jäykkä, ulkonevasti asennettu veitsen terä, joka otenee pitkin leikkaustietä läpi ohutlevyaineen ja joka on suunnattu hieman sivuun tangenttiasennosta poikittaisen kuormituksen ilmaisimen avulla tarkoituksella vastustaa kuormia, jotka taivuttavat terän pois sen halutusta leikkausasennosta.

US-patentissa 4 133 235 käsitellään menetelmää ja laitteistoa pehmeän ohutlevyaineen leikkaamiseksi pukuja, verhoilua ja muita tarkoituksia varten. Kuvatussa koneessa käytetään edestakaisin liikutettavaa veitsen terää, joka ulkonevaan tapaan on asennettu työkaluvaunusta, jota liikutetaan pitkin leikkaus-tietä ohjatun säädön alaisena leikkaussuhteessa pinoon ohut-levyainetta. Leikkaustoiminnan aikana veitsen terän alapää tunkeutuu ainepinon lävitse ja terään vaikuttaa kuormituksia, joita kehittyy terän ja aineen vuorovaikutuksesta. Poikittaiset 2 6801 3 kuormat aiheuttavat veitsen terän alapään taipumisen, mikä aikaansaa leikkausvirheitä siitä tarkkuudesta riippumatta, jolla terän yläpää on asetettu työkaluvaunua liikuttavilla käyttömoottoreilla.

Poikittaisten kuormien aiheuttaman leikkausvirheen korjaamiseksi iinaisin (anturi) mittaa terään aiheutetut kuormat ja ta-kaisinkytkentäpiirin kautta suuntaa terän hieman sivuun leik-kaustien tangenttiasennosta ja kohti leikkaustien sitä sivua, jolta epätasapainokuormitus aiheutuu. Veitsen terän uudelleensuuntaamisella, kun terä etenee pitkin leikkaustietä,on se vaikutus, että se vaikuttaa poikittaisia kuormia vastaan, mistä on seurauksena pehmeän ohutlevyaineen tarkempi leikkaus.

On havaittu, että suurilla leikkausnopeuksilla, so. kun leik-kausterää ja ohutlevyainetta syötetään toisiinsa nähden suurilla nopeuksilla, saavuttavat leikkausterään vaikuttavat voimat korkeampia tasoja kuin alemmilla leikkausnopeuksilla ja tämän seurauksena on terän korjaava suuntaus liiallinen näillä suurilla nopeuksilla. Näissä olosuhteissa terä tulee yliohjatuksi ja syntyy aaltoileva leikkaus pitkin leikkaustietä, jonka tulisi olla suora tai tasaisesti, asteittain kaareva.

Lisäksi on todettu, että vaikka korjaavan suuntauksen määrän pienentäminen eliminoi aaltoilevan leikkauksen p.itMn leikkaus-tien suurnopeuksisia osia, vastaava virhe kehittyy muissa kriitillisissä leikkaustilanteissa, kun korjaavaa suuntausta tarvitaan pienillä nopeuksilla. Esimerkiksi kahden leikkaustien sivuamiskohdassa tarvitaan suhteellisen suuri määrä sivuunsuun-tausta estämään leikkausterää hyppäämästä viereiselle leikkaus-tielle, kun toista leikkausta tehdään sivuamiskohdan kautta.

Tämän mukaisesti on todettu, että muutokset poikittaisten voimien tasossa, joita esiintyy eri leikkausnopeuksilla, ovat häiritseviä poikittaisen kuormituksen ilmaisimen avulla toteutetussa terän suuntaamisen ohjauksessa suljetulla silmukalla. Tämän johdosta on esillä olevan keksinnön yleisenä tarkoituksena ratkaista tämä ongelma ja saada aikaan hyvin tarkka leikkaus 6801 3 3 veitsen terällä leikkausolosuhteiden laajalla vaihtelualueella. Erityisesti ori esillä olevan keksinnön tarkoituksena saada aikaan tarkempi leikkaus leveällä leikkausnopeuksien alueella.

Tämä aikaansaadaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jossa terän kiertymisen vahvistuskerroin on säädettävä, ja että säädetään vah-vistuskerrointa automaattisäätöisessä leikkauskoneessa sen nopeuden mukaisesti, jolla terää ja materiaalia siirretään toistensa suhteen pitkin haluttua leikkaustietä. Keksinnön mukainen leikkauskone on tunnettu siitä, että takaisinkytkentäsilmukassa on säädettävä vahvistus poikittaisen kuormitussignaalin aiheuttaman terän kiertymisen säätämiseksi, ja että takaisinkytkentäsilmuk-kaan on kytketty vahvistuksen säätöelin säädettävän vahvistuksen säätämiseksi sen nopeuden mukaisesti, jolla terä etenee läpi materiaalin. Keksinnön muut edulliset toteutusvaihtoehdot selviävät alivaatimuksista. Koneessa on leikkausterä, joka etenee ohut-levyaineen lävitse pitkin leikkaustietä käyttömoottoreiden ja näihin liittyvien ohjausvälineiden avulla, jotka määräävät terän liikkeet. Moottorit ohjaavat ei ainoastaan terän nopeutta pitkin tietä vaan myös terän suuntausta suhteessa tiehen.

Kuorman tuntoväline on toiminnallisesti liitetty leikkausterään ja aineeseen niiden poikittaisten kuormien ilmaisemiseksi, joita aine aiheuttaa terään leikkaamisen aikana. Tuntovälineet, jotka on edullisesti kytketty terään, synnyttävät kuormitussignaaleja, jotka edustavat poikittaisia voimia, jotka poikkeuttavat terän pois halutulta leikkauslinjalta aineessa.

Takaisinkytkentävälineet kytkevät kuormitussignaalit ilmaisimesta moottorinohjauselimiin terän suuntauksen säätämiseksi ja erityisesti ne suuntaavat terän kohti leikkaustien sitä sivua, jolta epätasapainokuorma vaikuttaa. Suuntaamisen määrä riippuu todetusta kuormasta, mutta aiheuttaa kuorman pienenemisen, kun terä etenee pitkin leikkaustietä. Esillä olevan keksinnön mukaisesti takaisinkytkentävälineissä on muuttuva vahvistus poikittaisen kuormituksen signaalin vaikutuksen säätelemiseksi.

Vahvistuksen säätövälineet on kytketty takaisinkytkentävälinei-siin muuttuvan vahvistuksen säätämiseksi sen nopeuden mukaisesti, jolla terä etenee läpi aineen. Erityisesti alennetaan 6801 3 vahvistusta suuremmilla leikkausnopeuksilla eli syöttönopeuk-silla, niin että tapahtuu vähemmän korjaavaa suuntausta. Päin vastoin, alemmilla nopeuksilla korjaavaa suuntausta suurennetaan, niin että muodostuu käänteinen suhde takaisinkytkentävälineiden vahvistuksen ja leikkausnopeuden välille. Takaisinkytkennän vahvistuksen säätö leikkausnopeuden funktiona sallii terän etenemisen suurilla nopeuksilla pitkin suhteellisen suoria tai tasaisesti kaarevia leikkauskuvion osia ilman että muodostuu aaltoileva leikkaus suurten kuormitustekijöiden vaikutuksesta. Matalilla nopeuksilla, kun kriitillisten leikkaustilanteiden esiintymisen todennäköisyys on suurempi, lisätään takaisinkytkentävälineiden vahvistusta, niin että terä tarvittaessa tekee suurempia korjaavia kään-tymiä. Täten saadaan leikkaustoiminta kokonaisuudessaan parannetuksi aikaansaamalla käänteiden suhde leikkausnopeuden ja kuormi-tussignaalin vahvistuksen välille.

Oheisissa piirustuksissa esittää kuvio 1 perspektiivikuvaa automaattisesti ohjatusta ja säädetystä leikkauskoneesta, jossa on käytetty esillä olevaa keksintöä.

Kuvio 2 on kaaviokuva, joka kuvaa suljettusilmukkaista säätöjärjestelmää, missä leikkausterään vaikuttavia poikittaisia kuormia käytetään ohjaamaan terän suuntausta.

Kuvio 3 on osittainen sivukuva leikkauspöydästä, terästä ja puristusjalasta ja kuvaa osaa ilmaisimesta, joka mittaa terään vaikuttavia poikittaiskuormia.

Kuvio 4 esittää päältä katsottuna kuvion 3 kuvaamaa puristus-jalkaa ja kuvaa ilmaisinta, joka mittaa leikkausterään vaikuttavia poikittaisia kuormia.

Kuvio 5 on kaaviollinen poikkileikkauskuvan leikkausterästä ohutlevyainepinossa ja kuvaa poikittaisen kuormituksen vaikutusta terään.

Kuvio 6 on kaaviollinen kuva leikkausterästä, kun se liikkuu läpi kudotun ohutlevyaineen kulmassa kuitujen suuntaan nähden. Kuvio 7 on kaaviollinen kuva leikkausterästä eri asemissa pitkin leikkaustietä ja kuvaa leikkausterän suuntausta, joka aikaansaadaan poikittaiskuorman ilmaisimella.

Kuvio 8 on diagramma, joka kuvaa suljetun silmukan vahvistuksen ja leikkausnopeuden käänteistä suhdetta keksinnön yhdessä suori tu smuodo s sa.

Kuvio 9 on diagramma, joka kuvaa suljetun silmukan vahvistuksen ja leikkausnopeuden käänteistä suhdetta keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa.

5 6801 3

Seuraavassa kuvataan oheisiin piirustuksiin liittyen keksinnön edullisia suoritusmuotoja. Kuvio 1 esittää automaattisesti säädettyä leikkauskonetta 10, joka on tyyppiä, jossa esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää. Leikkauskone 10 Leikkaa kuviokappaleita yhdestä tai moninkertaisesta pehmeästä ohut-levyaineesta L, joka on muodostettu kudotusta, tai kutomatto-masta (non-woven) tekstiiliaineesta, paperista, kartongista, nahasta, muovista tai muista aineista. Kuvattu kone on numeerisesti ohjattu leikkauskone, jossa on ohjain tai tietokone 12, joka toimii dataprosessorina, edestakaisin liikkuva leik-kausterä 20 ja leikkauspöytä 22, jossa on läpäistävä tyhjö-peti 24, joka muodostaa tukipinnan, jolle leikattava materiaali levitetään. Ohjelmanauhasta 16 prosessori 12 lukee digitaali-tiedot, jotka määrittävät leikattavien kappaleiden ääriviivat ja sisäisesti varastoidusta leikkauskoneen ohjelmasta kehittää konekäskyt, jotka siirretään leikkauspöytään ohjauskaapelin 14 kautta. Pöydällä synnytetyt signaalit, jotka yksityiskohtaisemmin selitetään jäljempänä, siirretään myös pöydästä takaisin prosessoriin 12 kaapelin kautta. Vaikka ohjelmanauha on kuvattu leikkaustietojen peruslähteenä, on huomattava, että yhtä hyvin voidaan käyttää muita digitaalisia tai analogisia syöttölaitteita, kuten esimerkiksi viivan seuraajaa, jollainen on kuvattu ja selitetty US-patentissa 4 133 234.

Läpäistävä tyhjöpeti 24 voi koostua vaahdotetusta aineesta tai edullisesti harjaksista, joiden yläpäät ovat vapaat ja määrittävät pöydän pinnan. Edestakaisin liikkuva leikkausterä 20 voi läpäistä harjakset ilman vahinkoa sen paremmin terään kuin pöytäänkään, kun lävistetään leikkaustie materiaaliin (pinoon). Petissä käytetään tyhjöjärjestelmää, johon sisältyy tyhjöpumppu 25, kuten yksityiskohtaisemmin on selitetty ja kuvattu US-patenfceissa 3 495 492 ja 3 765 289.

Vaikka tätä ei ole esitetty kuviossa 1, voi ilmaa läpäisemätön päällyste olla sijoitettu monikerroksisen materiaalin L päälle vähentämään sitä ilmamäärää, joka vedetään materiaalin lävitse. Tyhjöjärjestelmä sitten evakuoi ilman petistä 24 ja pinosta L, kuten on esitetty kuviossa 3, tarkoituksella tehdä pino jäy-kemmäksi ja kokoonpuristaa pino lujasti asentoonsa pöydällä 6 6801 3 ainakin sillä vyöhykkeellä, jolla leikkaustyökalu toimii. Jäykistetty pino pyrkii reagoimaan leikkausterään tasaisemmin ja on tästä syystä "normalisoitu". Jäykistetty pino tai kerros myös parantaa esillä olevan keksinnön suorituskykyä, kuten yksityiskohtaisemmin selitetään jäljempänä.

Edestakaisin liikkuva leikkausterä 20 on ripustettu pöydän tu-kipinnan yläpuolelle X-vaunun 26 ja Y-vaunun 28 avulla. X-vaunu 26 siirtyy edestakaisin kuvatun x-koordinaatin suuntaan hammastangoilla 30 ja 32. Hammastangot ovat tarttuneina hammaspyöriin (ei esitetty), joita pyöritetään X-käyttömoottoril-la 34 riippuvaisena prosessorin 12 konekäskysignaaleista. Y-vaunu 28 on asennettu X-vaunulle 26 liikkumaan X-vaunuun nähden Y-koordinaatin suunnassa ja sitä siirretään Y-käyttömoot-torilla 36 ja johtoruuvilla 38, joka kytkee moottorin vaunuun. Samalla tavoin kuin käyttömoottori 34 saa myös käyttömoottori 36 konekäskysignaalit prosessorista 12. Vaunujen 26 ja 28 koordinoidut liikkeet aikaansaadaan prosessorilla riippuvaisesti digitaalisesta datasta, joka otetaan ohjelmanauhasta 16, edestakaisin liikkuvan leikkausterän 20 siirtämiseksi pitkin leikkaustietä P.

Leikkausterä 20 on jäykkä veitsen terä, joka on ulokemaisesti ripustettu pyöritettävästä lavasta 40, joka on kiinnitetty Y-vaunun 28 ulkonevaan päähän. Lava ja leikkausterä ovat pyöritettäviä θ-akselin (kuvio 3) ympäri, joka ulottuu pituussuun-taisesti terän lävitse kohtisuorassa ohutlevyainetta vastaan. Pyörittäminen suoritetaan θ-käyttömoottorilla 44 (esitetty kuviossa 2), jota myös ohjataan prosessorilla 12. Moottorin 44 ja pyöritettävän lavan tehtävänä on suunnata leikkausterä kussakin pisteessä pitkin leikkaustietä P. Pyöritettävä lava 40 on pystysuunnassa aseteltava ja nostaa terän terävän, leik-kaavan etureunan leikkauskosketukseen ja pois leikkauskosketuk-sesta pöydällä olevaan ohutlevyaineeseen. Nostomoottoria (ei esitetty) lavan liikuttamiseksi ohjataan myös prosessorilla 12. Leikkausterää liikutetaan myös edestakaisin iskumoottorilla 42, joka on tuettu lavan 40 yläpuolelle. Terän käyttö- ja tukimekanismin yksityiskohtaisempi selitys on US-patentissa 3 955 458.

7 0801 3

Puristusjalka 50, joka yksityiskohtaisemmin on esitetty kuvioissa 3 ja 4, on ripustettu pyöritettävästä lavasta 40 kahdella pystysuoralla pylväällä 52 ja 54, jotka on liukuvasti kytketty lavaan, niin että puristusjalka nojaa omalla painollaan pinon ylimpään kerrokseen leikkauksen aikana. Puristusjalka ympäröi leikkausterää 20 ja siinä on keskeinen rako 56, jonka lävitse terä liikkuu edestakaisin. Leikkausterä ja jalka pyörivät yhdessä lavan 40 kanssa θ-akselin ympäri ja sen vuoksi on koko ajan säilytetty sama suhteellinen asema terän ja jalan välillä. Tämän mukaisesti terän terävä, leikkaava etureuna ja tasainen takareuna ovat suunnattuna jalan keskitasoon tukipylväiden 52 ja 54 väliin ja pylväät sijaitsevat aina taaksepäin terästä, kun tämä etenee pitkin leikkaustietä P.

Kuvio 2 kuvaa ohjausjärjestelmää automaattisesti ohjatulle koneelle 10. Leikkaustietoja ohjelmanauhalta tai jostakin muusta lähteestä käyttää leikkauskoneen ohjelma, joka on varastoitu prosessoriin 12, koneen peruskäskyjen synnyttämiseksi, jotka ohjaavat X-käyttömoottoria 34 ja Y-käyttömoottoria 36 ja siirtävät leikkausterää suhteessa ohutlevyaineen pinoon pitkin ennaltamäärättyä leikkaustietä. Siirtokäskyt, jotka siirtävät leikkausterää suhteessa ohutlevyaineeseen, synnytetään siirtologiikkapiireillä 60 ja siirretään digitaali- ja/tai analogiasignaalien muodossa X-käyttömoottoriin 34 ja Y-käyttö-moottoriin 36 X- ja Y-vahvistimien 62 ja 64 kautta. Vahvistimiin piiristä 60 siirretyt signaalit antavat myös nopeuden, jolla moottoreita 34 ja 36 käytetään ja resultanttina terän nopeuden pitkin leikkaustietä läpi ohutlevyaineen. Keksinnön yhdessä suoritusmuodossa signaalit voivat olla digitaalisia moottoripulsseja pulssijonoina, jolloin kukin pulssi edustaa siirtoalkiota pitkin X- tai Y-koordinaattia ja pulssin toisto-taajuus edustaa liikenopeutta pitkin koordinaattiakseleita.

Keksinnön tässä suoritusmuodossa kulmalogiikkapiiri 70 lisäksi vastaanottaa leikkaustietoa ja kehittää digitaaliset tai analogiset perussignaalit, jotka summaus 1iitännän 102 kautta siirretään θ-käyttömoottoriin 44 ©-käyttölaitteen eli vahvistimen 72 avulla. Vaihtoehtoisesti voivat kulmalogiikkapiirit laskea perussignaalit siirrosinformaatiosta, jonka piirit 60 syöttä 8 6801 3 vät. Perussignaalit kulmalogiikkapiireistä pyörittävät leikkuu-terän asentoihin, jotka yleensä ovat leikkaustien suuntaisia tai tämän tangentteja tien kussakin pisteessä. Käyttömootto-rit 34, 36 ja 44 määrittävät täydellisesti leikkausterän asennon ohutlevyaineessa ja nopeuden, jolla leikkausterää ja leikattavaa ainetta syötetään toisiinsa nähden leikkaustoiminnan aikana.

Kuvio 5 kuvaa ongelmaa, joka on olemassa, kun poikittaiset voimat, jotka ovat jakaantuneina pitkin leikkausterän 20 molempia sivuja, ovat epätasapainossa. On huomattava, että poikittainen nettovoima F, joka syntyy terän ja ohutlevyaineen vuorovaikutuksesta pitkin terän alaspäin olevaa päätä, poikkeuttaa tai taivuttaa terän kuviteltuun asentoon. Ilman korjaavaa toimintaa ja riippumatta siitä tarkkuudesta, jolla servomekanis-mit sijoittavat terän yläpään, terä kulkee ylimmässä kerroksessa leikkaustietä, joka on hieman erilainen kuin leikkaustie alemmassa kerroksessa ja leikatuilla kappaleilla eri kerroksista on hieman eri muodot. On ilmeistä, että kaikkien leikattujen kappaleiden tulisi olla identtisiä ja vastata ohjelmoitua leikkaustietä.

Käytännössä voi poikittaisia epätasapainovoimia syntyä leikkaus-terään useista syistä. Kuvio 6 kuvaa leikkausterää etenemässä leikkauskosketuksessa läpi kudotun ohutlevyaineen kulmassa kuituihin T ja F nähden. Yhdensuuntaiset kuidut T on kuvattu kohtisuorassa yhdensuuntaisiin kuituihin F nähden, mutta kuiduilla voi olla erilaisia geometrisia suhteita ja myös muita kuituja voi sisältyä kudokseen. Havaitaan, että kuidut T, joilla on terävä kulma terään nähden, tulevat työnnetyiksi terän yhdelle sivulle ennen kuin ne tulevat leikatuiksi. Kun kuituja työnnetään, ne aiheuttavat reaktiovoiman terään ja monikerroksisessa ainepinossa voi voimien summa olla olennainen ja aiheuttaa kuviossa 5 kuvatun taivutusvaikutuksen. Samanlaisia vaikutuksia havaitaan neuleissa ja muissa aineissa. Tekijöihin, jotka vaikuttavat kuviossa 6 kuvattuun ilmiöön, sisältyvät leikkausterän ja kuitujen välinen kulma, terän terotuskulma, terän terävyys, koko ja muoto ja kuitujen lujuus.

6801 3

Toinen syy leikkausterään vaikuttavien voimien epätasapainoon liittyy leikattavan aineen sijoittamiseen (pinoon). Pehmeä aine pyrkii aiheuttamaan heikomman paineen tai tuen terän sille sivulle, joka on lähellä pinon reunaa tai pinossa olevaa aukkoa, kuten aikaisemmin leikattua reunaa. Esimerkiksi kuviossa 7 on leikkausterä 20 kuvattu peräkkäisissä asennoissaan pitkin leikkaustietä Pl, kun terä siirtyy lähelle aikaisemmin leikattua leikkaustietä P2. Aikaisemmin leikatun leikkaustien P2 läheisyydessä ohutlevyaine leikkausteiden välissä voi helpommin antaa periksi ja vähentää poikittaista tukemista terän sillä puolella, joka on tien P2 vieressä. Seurauksena on terän kuormituksen epätasapaino, joka poikkeuttaa terää, ellei korjaavia toimenpiteitä suoriteta, kuten on esitetty kuviossa 7 ja laajemmin selitetty jäljempänä.

Aikaisemmin mainitun US-patentin 4 133 235 mukaan epätasapaino-voimat, joita pehmeä ohutlevyaine aiheuttaa terään 20, ilmaistaan ja tätä ilmaisua käytetään kuvion 2 suljetussa ohjaussil-mukassa veitsen terän suuntaamiseksi hieman sivuun leikkaus-tieltä sille puolelle, jolta epätasapainovoima vaikuttaa. Suuntaamalla terä tällä tavoin vastustetaan epätasapainovoimia ja ne vähennetään edullisesti nollaan, kun terä etenee. Kun voimia vähennetään, terän taipuminen ja leikattavan aineen siirtyminen myös vähenevät ja terä kulkee tarkemmin ohjelmoitua leikkaustietä läpi leikattavan aineen.

Kuviossa 2 on kuorman tunnin 76 esitetty kytkettynä veitsen terään 20 ilmaisemaan poikittaiset epätasapainovcimat. Tunnin tuottaa kuormitussignaalin, joka syötetään takaisin suuntauksen korjauspiiriin 100 θ-käskykanavassa suuntaamaan terä ilmaistuja kuormituksia vastaan.

Poikittaisen kuormituksen tuntimen 76 yksi suoritusmuoto on kuvattu kuvioissa 3 ja 4. Puristusjaikaan on asennettu pyöreä asennus levy 80, joka tukee kahta ohjaustelaa 82 ja 84, jotka sijaitsevat leikkausterän 20 vastakkaisilla sivuilla vie-rintäkosketuksessa terään. Täten levy 80 säilyttää kiinteän asemailleen suhteen terään poikittaissuunnassa ja seuraa terän poikittaisia liikkeitä.

10 6801 3

Joustava alusta 86 levylle 80 on kiinnitetty puristusjalkaan 50 pulteilla 88 ja 90 ja sisältää kaksi taipuisaa vartta 92 ja 94, jotka on kiinnitetty diametrisesti vastakkaisille puolille levyä 80. Varsien 92 ja 94 jousivakio on tehty suhteellisen suureksi, niin että telat 82 ja 84 antavat tietyn poikittaisen jäykkyyden leikkausterälle, mutta samalla kertaa sallivat terän rajoitetun poikittaisen siirtymän kuormituksen alaisena. Täten levyn 80 siirtymät ovat suoraan suhteellisia terään vaikuttaviin kuormituksiin ja asematransduktori 96, jolla on lineaarisen muuttuvan differentiaalimuuntajän (LVDT) muoto, voi toimia poikittaisen kuormituksen tuntimena 76 kuviossa 2.

Terän sijoittamiseksi edestä ja takaa laitteisto on varustettu ohjaustelalla 120 terän tasaisella takareunalla ja ikeellä 122, joka on kytketty tukipylväisiin 52 ja 54 ja pitää telaa.

Kokemuksesta on havaittu, että tiettyä voimaa varten tarpeellisen suuntakorjauksen määrä ei ole sama kaikissa olosuhteissa. Erityisesti, kun leikkausterä kulkee suurella nopeudella suhteessa pehmeään ohutlevyaineeseen, esiintyy suurempia poikit-taisvoimatasoja. Kun suuremmat kuormitukset syötetään takaisin tuntimella 76 suoraan suuntauksen korjauspiireihin 100, aikaansaadaan suurempi suuntauskorjaus kuin todella tarvittaisiin ia θ-moottori yliohjautuu. Esimerkiksi, kun leikkausterä kulkee suurilla nopeuksilla pitkin yleensä suoraa ääriviivaa leikattavassa kappaleessa, θ-moottorin 44 yliohjaus aiheuttaa sen, että syntyy aaltoileva leikkaus ohjelmoidun suoran tai tasaisesti kaarevan leikkauksen sijasta.

Tätä silmälläpitäen ja esillä olevan keksinnön mukaisesti on nyt luotu takaisinkytkentäpiiri, jossa on vaihtelevavahvistuk-sinen vahvistin 98 ja vahvistuksen säätövälineet vahvistimen vahvistuksen säätämiseksi sen nopeuden mukaisesti, jolla terää ja leikattavaa ainetta syötetään toistensa suhteen. Kuvion 2 esittämässä suoritusmuodossa kuuluu vahvistuksen säätövälinei-siin X-takometri HO, Y-takometri 112 ja laskentapiiri 114, joka ilmaisee nopeuden, jolla leikkausterää siirretään käyttö-moottoreilla 34 ja 36. Ohjausjärjestelmän siinä suoritusmuodossa, jossa moottoripulssit siirretään siirtymäpiiristä 60 6801 3 11 X-akselikäyttöelimeen 62, pulssit viedään X-takometriin 110 ja takometri tuottaa jännitteen Ex suhteellisena pulssin tois-totaajuuteen tai leikkausterän nopeuteen X-koordinaattiakse-lin suunnassa. Samalla tavoin Y-takometri mittaa pulssin tois-totaajuuden Y-akselimoottoripulsseissa ja tuottaa jännitesig-naalin Ey suhteellisena leikkausterän nopeuteen Y-koordinaatti-akselin suunnassa. Laskentapiiri 114 määrää leikkausterän re-sultanttinopeuden Pythagoraan teoreeman mukaisesti ja resul-tanttisignaali piiristä 114 siirretään vahvistimeen 98 tämän vahvistuksen säätämiseksi.

Vahvistimen 98 vahvistuksen säätäminen nopeussignaalilla las-kentapiiristä 114 tehdään käänteisessä suhteessa nopeuteen. Toisin sanoen vahvistimen vahvistusta vähennetään, kun leikkaus-terän nopeus kasvaa. Käänteisellä suhteella on tuntimen 76 tuottamalla kuormitussignaalilla pienenevä vaikutus, kun terän ja raaka-aineen välinen syöttönopeus kasvaa ja vastaavasti pienempi suuntakorjaussignaali synnytetään korjauspiirillä 100 korkeammilla syöttönopeuksilla. Päinvastoin, suurempia suuntakorjaussignaaleja synnytetään pienillä syöttönopeuksilla.

Käänteinen suhde pienentää takaisinkytkentäpiirin herkkyyttä kuormituksille suurilla syöttönopeuksilla ja estää ©-moottorin yliohjautumisen eteenpäin silmukassa. Vältetään aaltoilevat leikkaukset pitkin suoria tai tasaisesti kaarevia leikkaustei-tä. Samalla kertaa säilytetään oikea vahvistus pienillä nopeuksilla, joita usein käytetään vaikeammissa leikkauksissa, missä terän suuntakorjauksesta tunnetuista kuormituksista riippuvaisesti on selvää apua.

Kuvio 8 on diagramma, joka kuvaa yhtä esimerkkiä lineaarisesta käänteisestä vahvistus-nopeus-suhteesta. Pienillä nopeuksilla on vahvistimen 98 vahvistus maksimissa, eli 100 % ja tämä vahvistus pienenee asteittain ja suhteellisesti kun nopeus kasvaa. Kun nopeus saavuttaa ennaltamäärätyn arvon SI, on vahvistus pienennetty täysin nollaksi. Näissä olosuhteissa suuntauksen korjauspiiri toimii nopeuksilla alle SI ja on tehokkaasti katkaistu tämän nopeuden yläpuolella.

6801 3

Kuvio 9 kuvaa toista esimerkkiä käänteisestä vahvistus-nopeus-suhteesta, joka säilyttää jonkin verran suuntauskorjausta leikkausnopeuksien koko alueella. Pienillä nopeuksilla alle S2 vahvistin 98 toimii maksimivahvistuksellaan ilman muutosta. Kun nopeus nostetaan alueelle välillä S2-S3, vahvistus alenee suhteellisesti jäännösarvoon, joka on 10 % maksimista. Nopeuksilla yli S3 vahvistin säilyttää jäännösvahvistustason.

Tietysti voidaan käyttää myös muun tyyppisiä vahvistussuhteita, sekä lineaarisia että epälineaarisia.

Yhteenvetona voidaan mainita, että esillä oleva keksintö koskee suljettua säätösilmukkaa leikkauskonetta 10 varten, jossa koneessa leikkausterään 20 johdetut suuntakorjaussignaa-lit ovat funktio ei ainoastaan terään vaikuttavasta poikittaisesta kuormituksesta vaan myös nopeudesta, jolla terää syötetään suhteessa leikattavaan pehmeään ohutlevyaineeseen.

Vaikka esillä oleva keksintö edellä on selitetty sen edulliseen suoritusmuotoon liittyen, on ymmärrettävä, että lukuisia modifikaatioita ja korvaamisia voidaan tehdä poikkeamatta keksinnöllisestä ajatuksesta. Esimerkiksi takometrit 110 ja 112 sekä laskentapiiri 114 vahvistuksen säätövälineissä vain kuvaavat yhtä menetelmää, jolla nopeusparametri voidaan johtaa säätämään vahvistimen 98 vahvistusta. Muita johtamismenetelmiä voidaan käyttää taikka nopeussignaali voidaan saada suoraan signaaleista, jotka viedään siirtymälogiikkapiiriin 60 ohjel-manauhasta 16. Keksintö on myös erityisen käyttökelpoinen sellaisissa leikkauskoneissa kuin kone 10, jossa on läpäistävä tyhjöpeti 24. Tyhjön olemassaolo leikattavassa ohutlevyainees-sa lisää signaali-kohinasuhdetta siinä signaalissa, joka saadaan kuormituksen ilmaisimesta 76,ja täten saadaan aikaan selvempi takaisinkytkentäsignaali vahvistusta varten ja lisääntynyt herkkyys pienillä syöttönopeuksilla. Täten on esillä oleva keksintö edellä kuvattu edulliseen suoritusmuotoon liittyen vain kuvaamisen helpottamiseksi eikä keksinnön rajoittamiseksi.

Claims (12)

13 6801 3

1. Menetelmä pehmeän ohutlevyaineen leikkaamiseksi leikkausterällä automaattisäätöisessä leikkauskoneessa, jossa menetelmässä siirretään leikkausterää (20) ja ohutle-vyainetta (L) suhteessa toisiinsa leikkauskosketuksessa ja yleensä tangentiaalisesti haluttuun leikkaustiehen (P) nähden, tunnistetaan poikittaiset kuormitukset, joita ohutle-vyaine aiheuttaa terään (20) tämän edetessä, suunnataan terä (20) hieman pois leikkaustien (P) tangentiaalisesta asennosta, kun terä etenee, terään (20) vaikuttavien poikittaisten kuormitusten vastustamiseksi, ja määrätään kuormitusten aiheuttama terän (20) kiertyminen vahvistusker-toimen (K) avulla, joka luodaan automaattisäätöisessä leikkauskoneessa, tunnettu siitä, että vahvistuskerroin (K) on säädettävä, ja että säädetään vahvistuskerrointa (K) automaattisäätöisessä leikkauskoneessa (10) sen nopeuden mukaisesti, jolla terää (20) ja materiaalia (L) siirretään toistensa suhteen pitkin haluttua leikkaustietä (P).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätövaihe sisältää vahvistuskertoi-men (K) säätämisen käänteisessä suhteessa etenemisnopeuteen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirretään jäykkää, ulokeniaisesti asennettua veitsen terää (20) pitkin leikkaustietä (P) suhteessa ohutlevyaineeseen leikkaavassa kosketuksessa ja suunnataan etenevä veitsen terä (20) kohti leikkaustien (P) sitä sivua, jolta ulokemaista veitsen terää (20) taivuttava poikittainen kormitus vaikuttaa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että evakuoidaan ilma etenemis- ja tunte-misvaiheen aikana siitä monikerroksisesta ohutlevyaineen (L) pinosta, jota terällä (20) leikataan. 14 6801 3

5. Automaattisäätöinen leikkauskone, jossa on leikkaus-terä (20), joka etenee eri nopeuksilla ja eri tavoin suunnattuna pitkin leikkaustietä (P) läpi pehmeän ohutlevyai-neen käyttömoottoreiden (esim. 34. 36, 42) ja käyttömootto-riohjauselinten avulla, ja johon kuuluu terän (20) suuntauksen säätö, jossa on kuormituksen ilmaisin (76), joka on toiminnallisesti liitetty leikkausterään (20) ja materiaaliin (L) niiden poikittaisten kuormitusten ilmaisemiseksi, joita materiaali (L) aiheuttaa terään (20) leikkaamisen aikana, ja joka synnyttää kuormitussignaaleja, jotka edustavat poikittaisia kuormituksia, takaisinkytkentäohjaussil-mukka (98), joka kytkee kuormitussignaalit moottorinsäätöe-limiin (100) terän (20) kiertymisen säätämiseksi pois suuntauksesta, joka on tangentiaalinen leikkaustiehen (P) nähden ilmaistujen poikittaisten kuormitusten mukaisesti ja siten kuormitusten vähentämiseksi, kun terä (20) etenee pitkin leikkaustietä (P), tunnettu siitä, että takai-sinkytkentäsilmukassa (98) on säädettävä vahvistus (K) poikittaisen kuormitussignaalin aiheuttaman terän (20) kiertymisen säätämiseksi, ja että takaisinkytkentäsilmu-kaan (98) on kytketty vahvistuksen säätöelin (114) säädettävän vahvistuksen (K) säätämiseksi sen nopeuden mukaisesti, jolla terä (20) etenee läpi materiaalin (L).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen leikkauskone, tunnettu siitä, että vahvistuksen säätöelin (114) säätää takaisinkytkentäsilmukan vahvistusta käänteisessä suhteessa leikkausterän (20) nopeuteen materiaalin (L) lävitse.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen leikkauskone, tunnettu siitä, että vahvistuksen säädön käänteinen suhde on lineaarinen suhde (kuviot 8, 9) tietyllä nopeusalueella. 6801 3 15

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen leikkauskone, tunnettu siitä, että takaisinkytkentäsilmukkaan sisältyy suuntauksen korjauksen säätöelin (100), joka synnyttää korjaussignaaleja, jotka kääntävät terän (20) suuntausta kohti leikkaustien (P) sitä puolta, jolta epätasapainokuor-mitus vaikuttaa terään (20).

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen leikkauskone, tunnettu siitä, että vahvistuksen säätöelimiin (114) sisältyy ilmaisin (110, 112), joka tunnistaa leikkausterän (20) nopeuden pitkin leikkaustietä (P) läpi materiaalin (L) ja nopeuden perusteella tuottaa vahvistuksen säätösignaalin, ja takaisinkytkefitäsllmukka on kytketty vahvistuksen säätö-elimeen (114) ja reagoi ilmaisimesta (110, 112) tulevaan vahvistuksen säätösignaaliin.

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen leikkauskone ohut-levyaineen leikkaamiseksi, jossa koneessa on ulokemaisesti asennettu jäykkä veitsen terä (20), jota siirretään kahteen koordinaattisuuntaan (x, y) läpi materiaalin (L) pitkin leikkaustietä (P) ensimmäisen käyttömoottorin (34) ja saä-töelimen (26) avulla, jotka liittyvät ensimmäiseen koordinaattisuuntaan (x) ja toisen käyttömoottorin (36) ja sää-töelimen (64) avulla, jotka liittyvät toiseen koordinaatti-suuntaan (y), joka terä (20) on suunnattu akselin (Θ) ympäri, joka on yleensä kohtisuorassa ohutlevyaineeseen (L) nähden, ja suhteessa koordinaattisuuntiin (x, y) kolmannen käyttömoottorin (44) ja ohjauselimen avulla, tunnettu siitä, että takaisinkytkentäsilmukkaan sisältyy vaihtuvavah-vistuksinen vahvistin (98), joka on kytketty poikittaisen kuormituksen ilmaisimeen ja vahvistaa ilmaisimesta tulevat kuormituksen epätasapainosignaalit eri vahvistustasoilla, ja on säätävässä suhteessa kytketty kolmannen käyttömoottorin (44) ohjauselimeen (72) veitsen terän (20) suuntaamiseksi kohti leikkaustien (P) yhtä sivua vastakkaisesti tun- ie 6801 3 nistettuihin, poikittaisiin epätasapainokuormituksiin vahvistetun kuormitussignaalin mukaisesti, ja vahvistuksen säätöelin on kytketty vaihtuvavahvistuksiseen vahvistimeen tämän vahvistuksen säätämiseksi terän (20) etenemisnopeuden mukaisesti, joka aikaansaadaan ensimmäisellä ja toisella käyttömoottorilla (34, 36). Jl. Patenttivaatimuksen 10 mukainen leikkauskone ohut- levyaineen leikkaamiseksi ulkonevalla leikkausterällä, tunnettu siitä, että vahvistuksen säätöelimeen sisältyy kaksi nopeuden ilmaisinta (110, 112), jotka liittyvät vastaavasti ensimmäiseen ja toiseen käyttömoottoriin (34, 36. nopeuksien mittaamiseksi, joilla terä (20) etenee pitkin kahta koordinaattisuuntaa (x, y), ja laskin (114) materiaalin läpi leikkaavan terän nopeuden määräämiseksi mainituissa kahdessa koordinaattisuunnassa ja signaalin tuottamiseksi vahvistimen vahvistuksen säätöä varten.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen leikkauskone peh meän ohutlevyaineen pinon leikkaamiseksi, tunnettu tyhjöjärjestelmästä (24, 25) ohutlevyaineen (L) pinon evakuoimiseksi terän poikittaisen kuormituksen ilmaisimen (76) herkkyyden lisäämiseksi. 6801 3 1 7