JP2023540366A - 可撓性材料部品の裁断機の自動化された品質管理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

迅速で信頼性が高く再現可能な品質保証を可能にし、既存の機械に容易に組み込むことができる自動化された方法及び装置を提供するため、可撓性材料（１００）を搬送する搬送機（１０）と、可撓性材料（１００）を材料部品（２００）に裁断する加工ユニット（２０）と、可撓性材料（１００）及び／又は少なくとも１つの裁断された材料部品（２００）を検出する識別ユニット（３０）であって、搬送方向において加工ユニット（２０）の下流に配置される識別ユニット（３０）と、識別ユニット（３０）の情報及び／又はマーキング情報に基づいて、品質結果を生成し、裁断機を制御するように構成された制御ユニット（５０）と、を備える裁断機が特定される。【選択図】 図３

Description

本発明は、可撓性材料、特に布材部品、例えば可撓性材料ウェブの切抜きの裁断機のための自動化された品質管理方法及び装置に関する。本発明は、例えばワンピース・ウーブン布（ＯＰＷ布）などの布材から得られる、エアバッグ用の布材部品又はパターンの品質管理に特に適しているが、そのような用途に限定されない。好ましくは、本発明は、レーザー裁断機に適用される。

例えばエアバッグやエアバッグ部品のような、可撓性材料から裁断される材料部品を製造するための従来公知の方法では、可撓性材料、特に布地、工業用布、炭素繊維、ガラス繊維、エアバッグ、ＯＰＷ布、シートカバー、コーティング若しくは非コーティングの単層若しくは多層の金属又は樹脂シートは、実質的に水平な搬送機上で、裁断機、特にレーザー裁断機に供給される。可撓性材料は、用途に応じて、裁断工程の前に、簡単に溶接、接着、織布、又は前処理される場合がある。

従来の裁断機では、裁断工程後、裁断された材料部品は手作業で回収され、その後、別の検査ステーションに再び並べられ、従業員による目視や触覚による品質管理が行われる。

裁断部品、特にエアバッグは、事故時に極端な負荷がかかり、エアバッグが適切に機能して初めて乗員の安全性を高めることができるため、求められる品質要件が非常に高い。これは一般的に、材料部品が切り出されるすべての可撓性材料に適用される。現代の裁断技術、特にレーザーによる裁断は、複雑な裁断シーケンスを可能にするが、その光学検査は、特に人間が手作業で行う場合、コストがかかり、エラーが発生しやすい。

車両に搭載されるエアバッグの数の増加に加えて、エアバッグのサイズ自体も大型化しており、場合によってはＡピラーからＣピラーまで車両の横方向全体にエアバッグが及ぶこともある。そのため、このような複雑なエアバッグ部品は、場合によっては数メートルもの大きさになる。製造品質は着実に向上しているが、このような部品の品質管理は避けて通れない。

これまでの手作業による品質管理は、単調で骨の折れる作業であると同時に、高度な集中力が要求される。車両に搭載されるエアバッグの数が増え、個々のエアバッグ部品が複雑化するにつれ、それらの設計やその後の手作業による品質管理は、ますますコストと手間がかかるようになっている。また、従業員が少量の部品や多数の異なる部品について、個々の部品の規格からのズレを確実に識別することは特に困難である。さらに、裁断工程の高速化とそれに伴うスループットの向上は、従業員の負担を増大させ、品質管理が設備能力の制限要因になりかねない。また、手作業による品質管理は、従業員の主観に左右される。そのため、品質管理を行う従業員によって選別が異なり、品質基準が異なる可能性がある。従業員が不在の場合、その補充が困難な場合が多く、製造が滞る可能性がある。したがって、従業員のミスにより、不良品が良品として次の製造工程に送られてしまう可能性がある。

完成した裁断部品を別の品質管理テーブルやステーションに再配置すると、裁断材料部品の位置が変わり、存在し得るタブや突起が誤って配置されたり、曲げられてしまい、すべてのズレを検出できなくなるという欠点がある。

さらに、多くの用途において、製造のトレーサビリティが要求される。このような裁断材料部品の多くの顧客は、例えば、品質データ、裁断データや座標、加工データ、加工パラメータを含む、裁断材料部品の品質管理及び／又はさらなる加工情報を要求する。この情報は、裁断工程時に確立される、及び／又は、裁断工程時に利用可能である、及び／又は、材料の生産又は製造の前段階から裁断機へ送られる。

そこで、本発明の目的は、既存の機械で新しい品質基準を満たすことができるように、迅速で信頼性が高く再現可能な品質保証を可能にし、従来の品質保証の上記の欠点を取り除き、既存の機械に容易に組み込むことができる、自動化された方法及び装置を特定することである。

本発明のさらなる目的は、品質保証のための情報を裁断材料部品に安全かつ効率的に関連付けることができる自動化された方法及び装置を特定することである。

これらの目的は、独立請求項の対象によって解決される。本発明の有利な発展形は、従属請求項に記載される。

本発明は、裁断機において、裁断材料部品を追加的に移動させる必要がなく、インライン品質管理によって品質結果を生み出すという考えに基づく。裁断材料部品の移動がないことで、再配置によって起こり得る、あるいは隠蔽され得る欠陥を回避することができる。さらに、インライン品質管理により、スループットの向上と高い再現性を得ることができる。

本発明の別の態様は、裁断材料部品へのマーキングに関する。このように、品質結果に関する情報を裁断材料部品に確実に添付又は割り付けることで、品質保証を確実にし、及び／又は、不良品を確実に識別することができ、さらに、材料及び／又は前の加工工程に関する１つ以上の追加情報を添付又は割り付けることができる。

第１の態様では、裁断機であって、可撓性材料を搬送する搬送機と、可撓性材料を１つ以上の材料部品に裁断する加工ユニットと、可撓性材料及び／又は少なくとも１つの裁断された材料部品を検出する識別ユニットであって、搬送方向において加工ユニットの下流に配置される識別ユニットと、識別ユニットの情報及び／又はマーキング情報に基づいて、品質結果を生成し、場合によって、裁断機を制御するように構成された制御ユニットと、を備える裁断機が特定される。

ここでは、裁断用の加工ユニットの直後に、インライン品質管理ユニットとして識別ユニットが配置されている。裁断された材料部品は、搬送機によって加工ユニットから運ばれるため、位置を変えることなく、直ちに品質管理を受けることができる。すなわち、可撓性材料部品の位置を変更することなく、品質管理ユニット（識別ユニットとも称する）により、意図した位置におけるすべての裁断物、継ぎ目、織り部、穴、タブ、又は突出部を識別し、それらが裁断データ及び／又は基準データと一致するか、あるいは、所定の公差内にあるかをそれぞれ検査することができる。

これに代わって又はこれに加えて、例えば、裁断前に既にある材料欠陥を識別するために、識別ユニットを加工ユニットの上流に配置することもできる。

また、品質結果の生成において、製造の前段階や材料製造に由来するマーキング情報を追加で共同処理することもできる。

これに代わって又はこれに加えて、裁断機は、品質結果に基づいて可撓性材料及び／又は少なくとも１つの裁断された材料部品をマーキングするマーキングユニットを備えてもよい。マーキングは、例えば、裁断された材料部品に刻印することによって、あるいは、裁断された材料部品をカッティング又はマーキング（スクライビングや表面の部分溶融）することによって行うことができる。好ましくは、カッティング又はマーキングは、加工ユニット、例えばレーザーによって行われる。また、刻印づけのために下流プリンタが存在してもよい。

マーキングユニットは、搬送方向において加工ユニットの上流及び／又は下流に配置することができる。加工ユニットの上流側のマーキングユニットにより、例えば、材料又は材料欠陥に関する情報を、対応する位置において材料に付与することができる。これにより、品質管理において、裁断前に既に存在する材料欠陥を識別ユニットにより識別することが容易となる。

これに代わって又はこれに加えて、搬送方向において識別ユニットの下流にマーキングユニットを配置し、品質結果をマーキングに入れることもできる。マーキング、特に識別された欠陥のマーキングは、不良品の後続のさらなる加工を可能な限り安全に防ぐために非常に重要である。

別の態様では、裁断機であって、可撓性材料を搬送する搬送機と、可撓性材料を１つ以上の材料部品に裁断する加工ユニットと、裁断機の情報及び／又は可撓性材料の情報に基づいて、可撓性材料及び／又は少なくとも１つの裁断された材料部品にマーキングするマーキングユニットであって、搬送方向において加工ユニットの上流及び／又は下流に配置されるマーキングユニットと、を備える裁断機が特定される。

この場合、識別ユニットを設ける必要はなく、マーキングユニットは主に材料及び／又は加工工程の情報を付与するために機能する。

このような裁断機は、もちろん、上述の識別ユニットによって拡張することもできる。識別ユニットは、可撓性材料及び／又は少なくとも１つの裁断された材料部品を検出するために機能し、識別ユニットは、搬送方向において加工ユニットの下流及び／又は上流に配置される。

制御ユニットは、識別ユニットの情報及び／又はマーキング情報に基づいて、品質結果を生成し、場合によって、裁断機を制御するように構成されてもよい。

好ましくは、可撓性材料は、可撓性布、単層若しくは多層の樹脂シート、単層若しくは多層の金属シート、織物、工業用布、例えば炭素繊維又はガラス繊維材料（例えばアラミド）、並びに／又は少なくとも部分的に単層、二層、及び／若しくは多層の布である。可撓性材料は、片面又は両面がコーティングされていてもよく、コーティングされていなくてもよい。

好ましくは、可撓性材料は、エアバッグ製造用の可撓性布である。

好ましくは、可撓性材料は、リールから搬送機上に搬送される。また、既にカットされた大きな板やパネルで可撓性材料を搬送することも可能である。

好ましい発展例において、裁断機は、回収装置を備えてもよい。回収装置は、少なくとも１つの裁断部品を搬送機から回収するためのものである。回収装置は、識別ユニットの下流、マーキングユニットがある場合は、マーキングユニットの下流に配置することができる。

好ましい発展例において、裁断機は、残留材料又は残留布を回収する残留材料回収装置又は残留布回収装置も備えてもよい。残留布回収装置は、搬送方向において識別ユニットの上流若しくは下流、及び／又は、搬送方向においてマーキングユニットの上流若しくは下流に配置することができる。

識別ユニットの上流に残留材料回収装置を配置する場合は、裁断された材料部品の縁部をより容易に識別することができるため、実施される品質管理がより容易になる。しかしながら、残留材料／残留布を回収することで、裁断された材料部品の位置の変化が生じ、場合によっては、不十分又は不完全に裁断された部分によりプロセスの停止につながる可能性があることに留意されたい。

識別ユニットの下流に残留材料回収装置を配置する場合は、裁断部を識別する必要があるため、実施される品質管理がより煩雑になる。しかしながら、これにより、裁断された材料部品が品質管理のためにその位置に留まることが保証される。

残留材料回収装置は、搬送方向において回収装置と同じ位置に配置されてもよいし、搬送方向において回収装置の下流に配置されてもよい。これは、室内で搬送機に必要な長さが制限されている場合に有利である。

好ましい発展例において、制御ユニットは、識別ユニットの情報及び／又はマーキング情報に基づいて、回収装置及び／又は残留材料回収装置及び／又はマーキングユニットを制御するように構成されてもよい。これにより、品質結果に基づいて、後続のユニットを制御し、必要に応じて停止すること、また、十分に識別された材料部品については、回収装置による対応する回収を行うことができる。

好ましい発展例において、識別ユニットは、カメラ及び／又は送信機と受信機及び／又は１つ以上のセンサ及び／又は照明ユニットを含む。材料に応じて、品質管理のために異なる装置を設置することができる。そのため、例えば単層又は多層の布では、裁断された材料部品をカメラと、布の厚さに応じて追加の照明とで、処理することが有利である。多層コーティング箔の場合、送信機と受信機からなる超音波装置を設置してもよい。

好ましくは、照明ユニットは、材料又は材料組成に適合した波長を有する光を出力する。

好ましくは、可撓性材料は、送信機と受信機との間に配置され、送信機は例えば超音波を出力し、それを受信機が受信することで、可撓性材料の材料組成に関する情報を得ることができる。

カメラ又はセンサの記録領域は、正方形、長方形、及び／又は直線的な形状で構成され得る。そのため、例えば、帯状の画像が記録され、それが制御ユニットで合成され、例えばコントラストの違いにより、裁断物、継ぎ目、穴などを識別することができる。用途や搬送速度などに応じて、帯状の部分画像で欠陥や公差について検査することもできる。

好ましくは、照明ユニットは、識別ユニットを挟んで可撓性材料とは反対側に、及び／又は、可撓性材料と対向して配置される。

また、照明ユニットは、搬送機と可撓性材料との間に配置されてもよい。

好ましい発展例において、品質結果は、裁断の位置や継ぎ目の数、及び／又は、切抜き又は穴の位置と数、及び／又は、織り部及び／又は溶接部及び／又は接着部の品質、及び／又は、織り部及び／又は接着部及び／又は溶接部の位置、及び／又は柔軟材料におけるマーキングの位置に関する検査に基づく。

好ましい発展例において、制御ユニットは、少なくとも１つの裁断された材料部品の反りを検査するように構成されてもよい。そのために、少なくとも１つの裁断された材料部品の長さ及び／又は幅が目標又は基準仕様に対応するか否か、及び／又は、少なくとも１つの裁断された材料部品においてタブ、突起、又は切抜きがそれぞれ正しい位置に配置されているか否かを検査してもよい。

好ましい発展例において、制御ユニットは、機械の光出力ユニット、例えばランプを介して、あるいは、ディスプレイで、承認されたエアバッグ部品を表示するように構成されてもよい。すなわち、品質結果が肯定的である場合、承認されたエアバッグ部品のレーンで、緑色のランプ又はＬＥＤが点灯してもよく、あるいは、良品のエアバッグ部品をディスプレイ上で予め定められた承認用の色で着色し、機械のオペレータがディスプレイでこの情報を取得してもよい。

これに代わって又はこれに加えて、例えばエアバッグ部品に品質結果を投影することにより、承認されたエアバッグ部品を表示することも可能である。すなわち、例えば緑色のドットを承認されたエアバッグ部品に照射してもよい。

欠陥のあるエアバッグ部品について、品質結果が否定的である場合、光出力ユニットは、このエアバッグ部品をスクラップ部品又は再加工可能なエアバッグ部品として、例えば、スクラップ部品は赤、再加工可能なエアバッグ部品は黄色で表示してもよい。

また、品質結果の出力は、エアバッグ部品や材料部品への投影によって行うこともできる。

一般に、制御ユニットは、品質結果を光出力ユニット及び／又はディスプレイで出力したり、材料部品に投影して材料部品の品質結果を表示することができる。

好ましい発展例において、識別ユニットは、可撓性材料上の材料欠陥のマーキングを識別することができる。

裁断前に既知の可撓性材料の材料欠陥又はその位置は、裁断機の制御ユニットによって処理されるファイルに含まれていてもよく、これに対応して、欠陥材料部品を回収しないように、及び／又は、不良品としてマーキングをするように、回収装置と、場合によってはマーキングユニットを制御してもよい。

好ましい発展例において、可撓性材料は、特にエアバッグ製造のための、多層領域と単層領域とを有する布バンド、例えばワンピース・ウーブン（ＯＰＷ）布である。

好ましくは、加工ユニットは、エアバッグ製造用の布材部品を切り出すためのレーザー裁断装置である。

好ましい発展例において、制御ユニットは、品質結果が肯定的である場合、対応する裁断された布材部品を回収することを承認し、品質結果が否定的である場合、欠陥のあるエアバッグ部品をスクラップ部品又は再加工可能なエアバッグ部品として分類するように構成されてもよい。

好ましい発展例において、制御ユニットは、スクラップ部品及び再加工可能なＯＰＷ布材部品が互いに別々に保管されるように、回収装置を制御するように構成されてもよい。

好ましくは、制御ユニットは、識別ユニットの情報に基づいて、欠陥及び／又は欠陥の原因を特定及び／又は補正するように、及び／又は、欠陥及び／又は摩耗の兆候を裁断機に出力するように構成されてもよい。これにより、欠陥の繰り返しを回避し、スクラップ率を低減することができる。欠陥を光学的又は音響的な警告信号として出力することで、機械のオペレータが介入し、場合によっては、後続の裁断工程の変更を行い、後続の部品の品質を向上させることができる。

好ましい発展例において、制御ユニットは、裁断機の連続運転及び／又は不連続運転及び／又は停止運転中に品質管理を実施するように構成されてもよい。すなわち、識別ユニットは、搬送機ベルトが停止している間も写真を記録し、プロセスの続行時に次の写真と合成して、裁断物、継ぎ目、穴などの位置を識別することができる。

別の態様では、可撓性材料から裁断された少なくとも１つの材料部品の自動インライン品質管理方法であって、搬送機上に可撓性材料を供給するステップと、加工ユニットによって、可撓性材料を１つ以上の材料部品に裁断するステップと、識別ユニットによって可撓性材料及び／又は裁断された材料部品の少なくとも一部を検出するステップと、識別ユニットの情報及び少なくとも１つの基準値に基づいて、品質管理を実施するステップと、を含む方法が特定される。

好ましくは、本方法は、品質管理の結果に基づいて、加工ユニット及び／又は回収装置及び／又は残留材料回収装置及び／又はマーカーを制御することを含む。

本発明の可撓性材料は搬送機上で搬送されるため、品質管理をしなくても、例えば、マーキングユニットのプリンタやレーザーマーカーにより材料部品をマーキングすることができる。

再加工可能な材料部品は、例えば、レーザーによって切り取られた小さな穴を含むが、材料の熱い縁部によって、切り取られた穴を再び接着させることができる。

手作業による布材の部分的な回収と品質管理の様子を示す、従来の裁断機の斜視図である。 本発明のインライン品質管理を行う裁断機の第１の実施形態を示す概略図である。 本発明のインライン品質管理を行う裁断機の第２の実施形態を示す概略図である。 本発明のインライン品質管理の第３の実施形態の変形例を示す概略図である。 本発明のインライン品質管理の第３の実施形態の変形例を示す概略図である。 本発明のインライン品質管理を既存のＯＰＷ裁断機に導入する場合の概略図である。 裁断された材料部品を示す図である。 公差範囲を有する別の裁断された材料部品を示す図である。 本発明のインライン品質管理方法を示す図である。

以下では、エアバッグの裁断機によって、本発明を説明する。しかしながら、本発明は、ＯＰＷ布の裁断・検査又はマーキングに限定されるものではなく、裁断工程によって可撓性材料を裁断する多くの応用分野に適用することが可能である。例えば、レーザー裁断機によって、コーティング若しくは非コーティングの金属又は樹脂から、単層若しくは多層のシート又は箔を裁断することが可能である。これらの裁断された材料部品は、例えば、電池電極、シート、箔部品、又はシートカバーであってもよい。

以下では、特に断りのない限り、同一の参照符号は、同一又は類似の機能要素に使用される。また、図示される要素は、縮尺通りに描かれているのではなく、理解を深めるために個々の要素が誇張して描かれている場合がある。

図１は、従来の裁断機を示す図である。布材バンド１００の裁断工程後、裁断された布材部品２００は、従業員によって搬送機１０から手動で回収される。布材バンド１００の裁断工程後、従業員によって、布材部品２００から裁断物が分離される。その後、多数のタブを含む布材部品２００は、テーブル上に置かれ、従業員による手作業の品質管理を受ける。

本発明の目的は、品質の信頼性を高め、自動化の度合いを高め、再現性のある結果を提供し、存在し得る欠陥源の数と人間による公差への影響を低減することができるインライン品質管理を特定することである。

さらに、本発明のインライン品質管理は、既存の機械に導入可能であることが望ましい。

搬送方向Ｆは、布材バンド１００又は布材部品２００が搬送機１０上で移動する方向として定義される。図２～図４ｂでは、搬送方向Ｆは矢印で示される。上（ａｂｏｖｅ）と下（ｂｅｌｏｗ）、上（ｏｖｅｒ）と下（ｕｎｄｅｒ）、横（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）と縦（ｖｅｒｔｉｃａｌ）などの表現は、それぞれ、構成されたシステムにおける構成要素の位置や、これらの構成要素が図中でどのように配置されているかを表すものである。

上述の欠点を克服するため、図２～図５に示されるように、布材部品２００のインライン品質管理が提案される。この品質管理は、布材バンド１００の加工が行われるのと同じ搬送機１０で行われるか、あるいは加工ユニット２０に関連付けられた搬送機１０と直接連携するため、加工済みの布材部品２００を回収し、再び配置し、位置合わせして、平滑化する必要がない。

図２～図４ｂは、本発明のインライン品質管理を行う自動裁断機の異なる実施形態を示す。図２～図４ｂの機械は、特に、切抜き又は残留布を布材部品２００から回収する残留材料回収装置６０の構成又は位置が異なっている。残留材料回収装置６０は、例えば、残留材料又は残留布を巻き上げ及び／又は上方に排出することができる。

図２では、残留材料処理装置６０は、搬送方向において加工ユニット２０より下流に配置されている、すなわち、残留材料処理装置６０は、加工ユニット２０と識別ユニット又はカメラ３０との間に配置されている。

図３では、残留材料回収装置６０は、搬送方向において回収装置４０より上流かつ識別ユニット３０より下流に配置されている。

図４ａ及び図４ｂでは、切抜き又は残留材料は、搬送機１０の端部にある残留材料回収装置６０の箱に集められる。本発明の自動インライン品質保証を備えたエアバッグ裁断機は、布材バンド１００が搬送される搬送機１０と、加工ユニット２０、好ましくは少なくとも１つの可動レーザー裁断ヘッド２１又は１つ以上のレーザースキャナを有するレーザー裁断装置とを備え、布材部品２００を切り出し、この部品を搬送機１０上で回収装置４０の方向、特に回収位置Ａへと搬送する。回収位置Ａと加工ユニット２０との間で、例えばカメラ３０やラインカメラ（不図示）によって、裁断された布材部品２００又は布材バンド１００全体の形状、輪郭、サイズ、反り、及び／又は裁断シーケンス、及び／又はマーキングや穴をそれぞれ検査する、インライン品質管理が行われる。

ここでは、例えば、布材部品２００の裁断マークと目標パターン又は基準との比較を行い、裁断マーク（裁断部又は裁断継ぎ目）が目標パターンの仕様の許容範囲内にあるかどうかを検証する。これに代わって又はこれに加えて、布材部品２００内の穴や開口部の位置及び／又は数を検査することもできる。この比較は、加工ユニット２０の駆動に使用されたデータに基づいて行うことができる。品質管理は、裁断された布材部品２００が要件を満たすか、スクラップとして処理されるべきか、あるいは後処理が可能な部品として処理されるべきかに関する声明又は品質結果を提供する。

品質管理は、制御ユニット５０によって実施することができ、加工ユニット２０により記憶又は供給された目標仕様と、公差値を考慮して識別ユニット３０によって記録された実際のデータとを比較して、良品の布材部品２００を特定することができる。識別ユニット３０は、カメラ３０で撮影した写真や画像によって、布材部品２００及び／又は裁断部や継ぎ目の寸法を検出し、仕様と比較するために、カメラとして設計されてもよい。これにより、識別ユニット３０の写真において、布材部品２００とパターンとの明るさ及び／又はコントラストの違いを検出することで、裁断部や継ぎ目の位置と長さ、穴、織り部、タブの数と位置を正確に識別することができる。

カメラ３０の記録領域は、例えば、目標パターンと実際のパターンとを比較することで、又は、目標裁断座標と実際の裁断座標とを比較することで、これらの記録に基づいて目標－実態比較を実行するために、完全な布材部品２００を記録することができるように選択される。

しかしながら、特に布材部品２００が大きい場合は、１つの布材部品２００の部分的な記録を複数取得し、これらを合成して布材部品２００全体の記録を生成し、検査することも可能である。この際、個々の記録のズレを検査してもよい。

さらに、搬送機ベルト１１の全幅と、ベルト上に置かれた裁断処理後の布材部品２００を記録する１つ以上のラインカメラとして、カメラを構成することも可能である。ラインカメラの搬送方向における記録幅は、１画素長又は数画素長に縮小することができる。そして、ラインカメラの複数の記録を合成してライン画像を生成することで、布材部品２００の織られた又は溶着された部分、あるいは一般に裁断されるべきでない部分にまで切り込みが及んでいるか否かを識別することができる。

カメラ３０の記録周波数は、重複のない布材部品２００の完全な記録が得られるように、搬送機１０の搬送速度に適合されるか、あるいは、搬送機１０の搬送速度に同期される。好ましくは、布材部品２００が完全に切り出され、布材部品２００の単一記録が全体記録に合成される前に、カメラ３０、特にラインカメラの現在の記録において目標－実態比較を実行し、布材部品２００の欠陥をできるだけ早期に特定することで、同じ欠陥を有する複数の布材部品２００が製造されるのを回避することができる。

制御ユニット５０は、カメラ３０の記録において、裁断縁６２と、織り領域、溶接領域、又は縫付領域６３とを識別するように構成される。例えば、裁断領域６４は、記録においてＯＰＷ布材部品２００と比べて明らかに暗くなり得る。織り領域、溶接領域、又は縫付／接着領域６３は、織られていない、溶接されていない、又は縫い付けられていない領域と比べて異なる表面構造を有しており、これにより制御ユニット５０によって識別することができる。これらの領域は、光の異なる反射により、制御ユニット５０によって識別することもできる。追加照明１２によってカメラ３０と反対側から照らすことで、記録において、裁断マーク又は裁断縁６２及び裁断領域６４は暗い領域として、織り領域、溶接領域、又は縫付領域６３は明るい領域として制御ユニット５０により識別され得る。

制御ユニット５０が欠陥を識別した場合、欠陥に対する反応として考えられるのは、搬送機１０の速度を下げることである。欠陥に対するこの反応は、裁断が不完全な場合に特に合理的である。制御ユニット５０が欠陥の原因を識別した場合、制御ユニット５０により、加工ユニット２０におけるパラメータの補正を行ってもよい。例えば、裁断線が目標位置からずれている場合、裁断速度の減速、レーザー裁断機のパラメータの補正、及び／又は裁断装置の位置の再調整を行うように制御ユニット５０を設計してもよい。同様に、不十分又は不完全に裁断された布材部品２００が蓄積している場合、完全な裁断を達成するために、レーザー裁断ヘッドの出力を増加させてもよい。

図６は、布材部品２００の例示的な裁断パターンを示す。図６では、裁断された布材部品２００は、布材ウェブ１００の残留布６１の内側にある内側領域に見ることができる。裁断領域６４又は裁断継ぎ目６２はその間に位置する。裁断された布材部品２００の寸法は、目標仕様又は基準と比較される。

図７は、布材部品２００の別の例示的な裁断パターンを示す。図７では、目標仕様は実線で示される。外側及び内側公差は、それぞれ破線で示される。この図示は一例であり、公差の寸法は、説明のために例外的に大きく選択されており、現実には対応しない。実際には、エアバッグ用のＯＰＷ布材部品の製造公差は非常に小さい。内側及び／又は外側公差は、裁断パターンの位置に合わせて、その内側又はその周囲に配置される独立したパターンであってもよい。これは、布材部品２００の裁断パターンに沿って異なる公差を選択できるという利点をもたらす。しかしながら、裁断継ぎ目から一貫した間隔として、又は、裁断パターンに対する比率として、公差を定めることも可能である。また、例えば、（例示的に図７に示されるように）内側公差を外側公差より小さく選択することも可能である。

裁断線と目標仕様とを常に比較することで、実際に欠陥が発生する前に、徐々に乖離していく値を特定し、補正することができる。制御ユニット５０は、補正値を記憶し、加工ユニット２０を適応的に補正するように構成されてもよい。

これにより、スクラップ量を削減することが可能となる。制御ユニット５０による補正を監視し、所定の限界値を越えた場合に、欠陥を出力してもよく、これは機械や機械の特定部品の摩耗を示すものであってもよい。

また、制御ユニット５０が欠陥を特定できない場合、機械を停止させ、及び／又は、機械オペレータに欠陥を示す（例えば、音響的又は光学的）信号を出力することもできる。

また、制御ユニット５０は、加工ユニット２０による加工前に既に欠陥のマーキングを施された布材部品２００を識別するように構成されてもよい。例えば、欠陥のある織布された布材バンド１００は、織布直後に、例えば、搬送方向において加工ユニット２０の上流に配置された図示されないマーキングユニット７０によって、対応する箇所に欠陥マーキングが施されてもよい。これにより、例えば、布材バンド１００の欠陥箇所のみを確実に排除することができ、その結果、スクラップを削減することができる。さらに、加工ユニット２０以降の品質管理において、前の加工ステーションで欠陥を有する布材部品２００を「良品」として誤認することを回避することができる。

しかしながら、制御ユニット５０が、前のステーションの加工品質に係る情報を、デジタル的に、又はファイルとして取得することも可能である。加工ユニット２０の前に不良品として識別された布材部品２００又は布材バンド１００の領域は、その後誤って「良品」として分類されることはない。

このように個々の布材部品２００について生成された品質結果を用いて、回収装置４０を駆動してもよい。これにより、図２～図４による回収装置４０のそれぞれの回収モジュール４１を選択的に駆動し、「良品」と識別された布材部品２００Ｂのみを回収して保管位置へ搬送することができる。回収装置４０に回収モジュール４１が１つだけ存在する場合、「良品」の部品のみを回収し、スクラップとして特徴付けられた部品は回収せず、残留材料回収装置６０を介して排出するか、搬送機の端部の回収箱に導かれるように制御してもよい。これにより、スクラップ部品は、搬送機１０及び／又は回収装置４０及び／又は残留材料回収装置６０によって取得されず、不図示のスクラップ容器に搬送される。

回収装置４０は、１つ以上の吸引グリッパ及び／又はクランプグリッパ（不図示）を有する１つ以上の回収モジュール４１を備えてもよい。吸引グリッパにより、布材部品２００を搬送機ベルト１１から取り上げ、持ち上げ、又は保持した後、任意にクランプグリッパで固定してもよい。１つ以上の回収モジュール４１は、回収位置Ａで搬送機ベルト１１から布材部品２００を回収し、保管位置Ｂに搬送するために、リニアサポート４２に沿って搬送方向に移動可能であることが好ましい。さらに好ましくは、回収モジュール４１は、搬送方向に対して横方向かつ水平に移動可能であり、これにより、搬送ベルト１１上で搬送方向に互いにずれて配置された布材部品２００を回収モジュール４１により回収することができる。また、回収モジュールを１つだけ設けることも可能である。

布バンド又は裁断縁又は裁断領域の十分な照明を確保するため、搬送機ベルト１１と布バンド１００との間に照明ユニット１２を設けてもよい。これは、図４ｂのように、搬送機ベルト１１が照明ユニットの下方を延在することで実現することができる。なお、搬送機ベルト１１を識別ユニット３０の記録領域で途切れさせ、布材バンド１００が下方から照らされるように、布材バンド１００が導かれる平らなライトボックスを配置することも可能である。

カメラ３０は、記録領域を側面から照らすための照明（不図示）をさらに含んでもよい。また、記録領域の近傍に、カメラ３０とは別に照明を配置してもよい。従来の記録領域の照明の他に、搬送機ベルト１１に対してカメラ３０と反対側に追加の照明１２を配置してもよい。カメラ３０が搬送機ベルト１１の上方に配置される場合、追加照明１２は搬送機ベルト１１の下方に配置され、カメラ３０が搬送機ベルト１１の下方に配置される場合、追加照明１２は搬送機ベルト１１の上方に配置される。

好ましくは、搬送機ベルト１１は、光が下方から布材部品２００に照射され、布材部品２００又は裁断物等が追加の照明を通して見えるように、透明な材料で形成されてもよく、開口部を有してもよい。しかしながら、特にラインカメラと関連して、例えば図４ｂに示されるように、照明の周りに搬送機ベルト１１を誘導することも可能である。また、搬送機ベルト１１と材料ウェブ１００との間に照明ユニット１２を配置し、可撓性材料１００を照明ユニット１２上に引き寄せることも可能である。これにより、照明ユニット１２は、平らなライトボックスとして設計される。

カメラ３０の反対側からの強い照明によって、布材部品２００の溶接継ぎ目６３、マーキング６６、穴６７、又は織り部６３の視認性を上げ、例えば溶接継ぎ目６３又は織り部６３における欠陥をより容易かつ確実に検出することができる。さらに、異なる照明源１２を用いて、布材部品２００の各切抜きを複数回記録することも可能である。例えば、カメラ３０が搬送機ベルト１１の上方に配置されている場合は、上方からの照明のみによる第１の記録と、下方からの追加照明１２のみによる第２の記録と、両方の照明源１２による第３の記録とが考えられる。そして、同じ照明源による記録を、全体的な記録（この場合、３つの全体的な記録）にそれぞれ合成してもよい。異なる照明によって、従来の照明では見えなかった欠陥をよりよく検出することができる。また、複数回の記録により、冗長性を持たせ、より安全性を確保することができる。

また、コントラストをよりよく表現するために、異なる波長、異なるスペクトル、又は紫外線照射を使用することもできる。すなわち、照明１２の波長、あるいは識別ユニット３０の波長を、それぞれ材料に適合させることができる。

スクラップ部品は、少なくとも２つのカテゴリに分けることができる。例えば、切り出しが不完全であったり、目標仕様の外形に対して切り口が目標とする裁断縁の外側にある布材部品２００は、再加工することができる。穴６７が目標位置にない、及び／又は、切り口が仕様の内側にある、及び／又は、切り口が裁断すべきでない領域にあるスクラップ部品は、再加工できず、スクラップとして拒否される。

さらに、スクラップ部品が誤ってさらに処理されるのを確実に回避するため、マーカー７０によってスクラップ部品を表示することが可能である。スクラップ部品は、レーザー、着色、スクラップ部品に欠陥があることを明確にマークする、あるいは、積極的に切断するのに適した他の任意の方法によってマーキングすることができる。好ましくは、マーカー７０は、品質管理又はカメラ３０と、回収装置４０との間に配置される。

図５は、本発明のインライン品質管理が後付けされる、品質管理のない機械を示す。同一の参照符号が付された要素については、再度の説明は省略し、本実施形態における構成要素について、以前の説明が適用される。

インライン品質管理を既存のシステムにできるだけ簡単かつ低コストで組み込むためには、できるだけ多くの構成要素を維持することが必要である。この場合、図５に示される機械は、一例として図１の機械に組み込まれたものである。搬送機１１は、接続部材１６によって、手動による回収と、場合によっては品質管理が行われていた第２の搬送機１５に接続される。接続部材１６は、摺動板、ロールベアリング、搬送機ベルト、又は布材部品２００が再び敷設、整列、及び平滑化される必要がないように搬送機ベルト１１から第２の搬送機１５へ布材部品２００を搬送することができる、他の任意の形態であってよい。しかしながら、第２の搬送機１５を設けず、加工機２０の下流に品質管理用のカメラ３０を配置するように、構成要素を既存の搬送機１０の上方に配置することもできる。

自動化されたインライン品質管理は、第２の搬送機１５又は搬送機１０のうち加工機２０より下流の部分で行われる。

カメラ３０、マーカー７０、及び１つ以上の照明１２は、第２の搬送機１５の上方又は中に配置される。第２の搬送機１５の下流で、従業員又は回収装置４０（不図示）によって、布材部品２００を回収することができる。

すなわち、回収装置４０は任意であり、それぞれの使用例において省略することができる。同様に、残留材料回収装置６０及びマーキングユニット７０も省略することができる。

また、自動化されたインライン品質管理は、手作業の品質管理に容易に切り換えることができる。これは、制御ユニット５０が非常に少量の目標データしか有していない場合に有用である。そのため、接続部材１６は、従業員によって容易に取り外し、交換することができる。この場合、平坦化装置８０も容易に作動状態に戻すことができる。

カメラ３０は、レーザー裁断機２０の加工領域内に配置されてもよく、これにより、欠陥を識別したときに直ちに、部品をカッティングしてマーキングし、及び／又は、この部品について裁断工程を終了させることができる。

図８は、本発明のインライン品質管理方法を示す。図８に示されるインライン品質管理方法のフローチャートは、非常に広範な機能を有する方法を示している。その最も単純な実施形態では、これらのステップのすべてが必要なわけではない。これについて、以下において詳細に説明する。

最も簡単な実施形態では、本発明のインライン品質管理方法は、目標仕様に基づいて、加工ユニット２０で布材バンド１００を布材部品２００に加工するステップＳ１００と、カメラによって布材部品２００を記録するステップＳ１１０と、布材部品２００の記録と布材部品の目標仕様の目標－実態比較に基づいて、品質管理を行うステップＳ１２０と、布材部品２００が許容される公差内で製造できたか評価するステップＳ１３０と、を含む。

布材部品２００の裁断物、継ぎ目、織り部６３、穴６７、マーキング６６、裁断縁６２が全て存在し、それらの位置がそれぞれ正しい場所又は許容される公差内に位置している場合、布材部品２００は良品と識別され、Ａ位置で回収装置４０から回収されて保管位置Ｂに搬送されるＳ１４０。

布材部品２００の裁断物、継ぎ目、織り部、穴、裁断縁の全てが存在しない場合、あるいは、それらのうちの１つが正しい場所に位置していない又は許容される公差外にある場合、布材部品２００はスクラップとして識別されＳ１３０、マーカー７０によって対応するマークが付けられＳ１６０、回収装置４０又は残布回収装置６０等から別のスクラップ容器に供給され得る。

目標仕様と布材部２００の記録とをマッチングするための目標データは、布バンド１００を加工する加工ステーション２０の基礎となる目標データに基づいてもよい。

これにより、カメラ３０によって布材部品２００を記録するステップＳ１１０を、様々な方法で行うことができる。

特定の実施形態では、例えば製織欠陥のような、既に識別されている材料欠陥を、入力変数として、品質管理と加工ユニット２０の両方に供給することが可能である。これにより、既知の欠陥が存在する領域に位置する布材部品２００を誤って良品として識別し、加工することを防ぐことができる。ここで、布材部品２００が布ウェブ１００の既知の欠陥が存在する領域にある場合、裁断加工を中断することも可能である。

Claims (19)

1. 裁断機であって、
   可撓性材料（１００）を搬送する搬送機（１０）と、
   前記可撓性材料（１００）を材料部品（２００）に裁断する加工ユニット（２０）と、
   前記可撓性材料（１００）及び／又は少なくとも１つの裁断された前記材料部品（２００）を検出する識別ユニット（３０）であって、搬送方向において前記加工ユニット（２０）の下流に配置される識別ユニット（３０）と、
   前記識別ユニット（３０）の情報及び／又はマーキング情報に基づいて、品質結果を生成するように構成された制御ユニット（５０）と、を備える裁断機。
2. 前記品質結果に基づいて前記可撓性材料（１００）及び／又は前記少なくとも１つの裁断された材料部品（２００）をマーキングするマーキングユニット（７０）をさらに備え、前記マーキングユニット（７０）は、搬送方向において前記加工ユニット（２０）の上流及び／又は下流に配置される請求項１に記載の裁断機。
3. 裁断機であって、
   可撓性材料（１００）を搬送する搬送機（１０）と、
   前記可撓性材料（１００）を材料部品（２００）に裁断する加工ユニット（２０）と、
   前記裁断機の情報及び／又は前記可撓性材料（１００）の情報に基づいて、前記可撓性材料（１００）及び／又は少なくとも１つの裁断された前記材料部品（２００）をマーキングするマーキングユニット（７０）であって、搬送方向において前記加工ユニット（２０）の上流及び／又は下流に配置されるマーキングユニット（７０）と、を備える裁断機。
4. 前記可撓性材料（１００）及び／又は前記少なくとも１つの裁断された材料部品（２００）を検出する識別ユニット（３０）であって、搬送方向において前記加工ユニット（２０）の下流に配置される識別ユニット（３０）と、
   前記識別ユニット（３０）の情報及び／又はマーキング情報に基づいて、品質結果を生成し、前記裁断機を制御するよう構成された制御ユニット（５０）と、を備える請求項３に記載の裁断機。
5. 前記可撓性材料（１００）は、可撓性布、単層若しくは多層の樹脂シート、単層若しくは多層の金属シート、織物、工業用布、並びに／又は少なくとも部分的に単層、二層、及び／若しくは多層の布を含む請求項１～４のいずれか一項に記載の裁断機。
6. 前記少なくとも１つの裁断された材料部品（２００）を前記搬送機（１０）から回収する回収装置（４０）をさらに備え、前記回収装置（４０）は、前記識別ユニット（３０）の下流及び／又は前記マーキングユニット（７０）の下流に配置される請求項１～５のいずれか一項に記載の裁断機。
7. 残留材料を回収する残留材料回収装置（６０）をさらに備え、前記残留材料回収装置（６０）は、搬送方向において前記識別ユニット（３０）の上流若しくは下流、及び／又は、搬送方向において前記マーキングユニット（７０）の上流若しくは下流に配置されるか、あるいは、前記残留材料回収装置（６０）は、搬送方向において前記回収装置（４０）と同じ位置、又は、搬送方向において前記回収装置（４０）の下流に配置される請求項１～６のいずれか一項に記載の裁断機。
8. 前記識別ユニット（３０）の情報及び／又はマーキング情報に基づいて、前記加工ユニット（２０）及び／又は前記回収装置（４０）及び／又は前記残留材料回収装置（６０）及び／又は前記マーキングユニット（７０）を制御するよう構成された制御ユニット（５０）をさらに備える請求項１～７のいずれか一項に記載の裁断機。
9. 前記識別ユニット（３０）は、カメラ及び／又は送信機と受信機及び／又は１つ以上のセンサ及び／又は照明ユニット（１２）を含む請求項１～８のいずれか一項に記載の裁断機。
10. 前記照明ユニット（１２）は、材料又は材料組成に適合した波長を有する光を出力し、及び／又は、前記可撓性材料（１００）は、前記送信機と前記受信機との間に配置され、前記送信機は、前記受信機により受信される超音波又は特定の波長を有する放射線を出力し、前記可撓性材料（１００）の材料組成に関する情報を得る請求項１～９のいずれか一項に記載の裁断機。
11. 前記照明ユニット（１２）は、前記識別ユニット（３０）を挟んで前記可撓性材料（２００）とは反対側に、及び／又は、前記可撓性材料（２００）と対向して配置されるか、あるいは、前記照明ユニット（１２）は、前記搬送機（１０）と前記可撓性材料（１００）との間に配置される請求項９又は１０に記載の裁断機。
12. 前記品質結果は、
    継ぎ目の位置と数、
    切抜き又は穴の位置と数、
    織り部及び／又は溶接部及び／又は接着部の品質、
    織り部及び／又は接着部及び／又は溶接部の位置、
    前記可撓性材料（１００）におけるマーキングの位置、
    外輪郭が所定の許容範囲内にあるか否か、
    織り部への切り込みの位置、及び／又は、
    材料の反り
    のうち少なくとも１つの基準に関する検査に基づく請求項１～１１のいずれか一項に記載の裁断機。
13. 前記制御ユニット（５０）は、前記少なくとも１つの裁断された材料部品（２００）の反りを検査するように、及び／又は、前記少なくとも１つの裁断された材料部品（２００）の長さ及び／又は幅が目標又は基準仕様に対応するか否か検査するように、及び／又は、前記少なくとも１つの裁断された材料部品（２００）においてタブ、突起、又は切抜きがそれぞれ正しい位置に配置されているか否か検査するように、及び／又は、外輪郭が予め指定された領域内にあるか否か検査するように構成される請求項１～１２のいずれか一項に記載の裁断機。
14. 前記識別ユニット（３０）は、前記可撓性材料（１００）の材料欠陥のマーキング（６６）を識別するか、あるいは、前記可撓性材料（１００）の材料欠陥は、前記裁断機の前記制御ユニット（５０）によって処理されるファイルに含まれる請求項１～１３のいずれか一項に記載の裁断機。
15. 前記可撓性材料（１００）は、エアバッグ製造のための布バンド、特にＯＰＷ布バンドであり、前記加工ユニット（２０）は、エアバッグ製造のための布材部品（２００）を切り出すためのレーザー裁断装置であり、前記制御ユニット（５０）は、品質結果が肯定的である場合、対応する裁断された布材部品（２００）を回収することを承認し、品質結果が否定的である場合、欠陥のあるエアバッグ部品をスクラップ部品又は再加工可能なエアバッグ部品として分類するように構成される請求項１～１４のいずれか一項に記載の裁断機。
16. 前記制御ユニット（５０）は、前記スクラップ部品及び再加工可能なＯＰＷ布材部品（２００）が互いに別々に保管されるように、前記回収装置（４０）を制御するように構成され、及び／又は、前記制御ユニット（５０）は、前記識別ユニット（３０）の情報に基づいて、欠陥及び／又は欠陥の原因を特定及び／又は補正するように、及び／又は、欠陥及び／又は摩耗の兆候を前記裁断機に出力するように構成される請求項１５に記載の裁断機。
17. 前記制御ユニット（５０）は、光出力ユニット及び／又はマーキング及び／又はエアバッグ部品への投影によって、承認されたエアバッグ部品を表示するように、及び／又は、品質結果が否定的である場合、欠陥のあるエアバッグ部品をスクラップ部品又は再加工可能なエアバッグ部品として表示するように構成される請求項１５に記載の裁断機。
18. 前記制御ユニット（５０）は、前記裁断機の連続運転及び／又は不連続運転及び／又は停止運転中に品質管理を行うように構成される請求項１～１７のいずれか一項に記載の裁断機。
19. 可撓性材料（１００）から裁断された少なくとも１つの材料部品（２００）の自動インライン品質管理方法であって、
    搬送機（１０）上に可撓性材料（１００）を供給するステップと、
    加工ユニット（２０）によって、前記可撓性材料（１００）を１つ以上の材料部品（２００）に裁断するステップ（Ｓ１００）と、
    識別ユニット（３０）によって前記可撓性材料（１００）及び／又は裁断された前記材料部品の少なくとも一部を検出するステップ（Ｓ１１０）と、
    前記識別ユニット（３０）の情報及び少なくとも１つの基準値に基づいて、品質管理を実施するステップ（Ｓ１２０～Ｓ１３０）と、を含む方法。