JP5727247B2 - 裁断方法と裁断装置 - Google Patents

Description

この発明は裁断方法と裁断装置に関する。

裁断装置では、ナイフあるいは丸刃を備えた裁断ヘッドを裁断テーブル上で、パーツの裁断線に沿って移動させ、パーツを切り出す。そして１パーツの裁断が終了すると、裁断ヘッドを上昇させ次のパーツまで移動させる。そして裁断ヘッドを下降させ、次のパーツの裁断を開始する（例えば特許文献１：特許3786975）。

このようにすると裁断ヘッドは頻繁に昇降を行い、また加速と減速とを繰り返すことになる。そして裁断ヘッドの昇降には時間が必要で、また加速中及び減速中には水平面内で低速で移動するので、次のパーツまでの移動距離が短くても、移動時間は長くなる。これらのため、裁断ヘッドがパーツ間を移動するために消費する時間が長くなる。

特許3786975

この発明の課題は、裁断ヘッドがパーツ間を移動する時間を短縮し、裁断を効率化することにある。

この発明は、裁断テーブル上に載置したシート材を、昇降と裁断とが自在な裁断部材を備えた裁断ヘッドにより、複数のパーツへと裁断する方法において、
互いに近接したパーツを１個のグループとし、かつパーツ間の移動距離が予め定めた許容範囲よりも大きいパーツをグループから除くように、前記複数のパーツは複数のグループへグループ分けされており、
各グループ内で、グループ内のスタートポイントから始めて、グループ内のパーツ間では裁断部材をシート材から上昇させずに、グループ内の各パーツの裁断線に沿って各パーツを裁断するように、裁断ヘッドを移動させるステップと、
グループ間では裁断部材を上昇させシート材から離して、次のグループでのグループ内のスタートポイントへ裁断ヘッドを移動させるステップとを実行することを特徴とする。

このようにすると、グループ内のパーツ間では裁断部材を上昇させずに裁断ヘッドが移動できる。そしてグループ内のパーツ間では裁断部材を上昇させずに移動するので、頻繁に裁断部材の上昇、裁断ヘッドの加速、裁断ヘッドの減速、裁断部材の下降からなるパーツ間の移動を行う必要がない。従って裁断ヘッドの移動時間を短縮し、効率的に裁断できる。シート材は長方形等の生地の他に、古着、革などでも良い。さらにパーツ間の移動距離が予め定めた許容範囲よりも大きいパーツを、グループから除くと、グループ内でパーツ間を移動する距離を短くできる。なお好ましくはグループから除いたパーツを他のグループに加えるが、除外したパーツのために、１個のパーツのみからなるグループを設けることもある。

パーツを１周裁断する前に他のパーツの裁断を開始し、次いで元のパーツの裁断を完了することも可能であるが、１個のパーツの裁断を完了した後に、次のパーツの裁断を開始する方が、処理が簡単でかつ正確に裁断できる。そこで好ましくは、各パーツは前記グループ内のスタートポイントから所定の距離内に、パーツのスタートポイントを有しており、パーツのスタートポイントから始めてパーツの裁断線を１周しパーツのスタートポイントへ戻るように裁断ヘッドを移動させて、裁断部材によりパーツを裁断するステップと、裁断部材をシート材から上昇させずに、次のパーツのスタートポイントまで裁断ヘッドを移動させるステップとを、グループ内の全てのパーツが裁断されるまで繰り返し、一筆書き状にグループ内で裁断ヘッドを移動させる。このようにすると、特に効率的にグループ内の各パーツを裁断できる。

スタートポイントはグループ内での裁断を開始する位置であって、パーツ間の隙間にあっても、いずれかのパーツの裁断線上にあっても良い。パーツのスタートポイントはグループのスタートポイントと同じ点でも良い。パーツのグループ分け、及び裁断ヘッドの裁断コース、言い換えると裁断ヘッドの移動経路、の作成は、裁断装置で行っても、別体のデザイン装置で行っても良い。

好ましくは、各グループ内で裁断部材が裁断する長さの合計が、裁断部材の研磨が必要となる長さ以下となるように、グループ分けする。このようにすると、裁断部材の研磨をグループ間で裁断部材を上昇させて移動させる間に行うことができる。

この発明はまた、裁断テーブルと、昇降と裁断とが自在な裁断部材を備えた裁断ヘッドと、裁断ヘッドを制御するコントローラとを備えた裁断装置において、
前記コントローラは、互いに近接したパーツを１個のグループとし、かつパーツ間の移動距離が予め定めた許容範囲よりも大きいパーツをグループから除くように、前記複数のパーツを複数のグループへグループ分けし、さらに各グループ内のスタートポイントから始めて、グループ内のパーツ間では裁断部材をシート材から上昇させずに、グループ内の各パーツの裁断線に沿って各パーツを裁断するように、裁断ヘッドを移動させると共に、グループ間では裁断部材を上昇させシート材から離して、次のグループでのグループ内のスタートポイントへ裁断ヘッドを移動させるように構成されていることを特徴とする。

実施例の裁断装置のブロック図 実施例での裁断コースを示す図 実施例でのグループ内の裁断コースを拡大して示す図 グループ内のスタートポイントから離れたパーツを除外することを示す図 実施例での裁断コースの決定方法を示す図 比較例での裁断コースを示す図

以下に、発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に、周知技術による変更の可能性を加味して解釈されるべきである。

図１〜図５に、実施例を示す。図１は実施例の裁断装置２を示し、４は裁断テーブルで、裁断対象のシート材を例えば複数枚重ねて載置するテーブル、底部に図示しないブロワモータを備えて、シート材側から空気を吸引して固定する。６は裁断ヘッドであり、ナイフあるいは丸刃などの裁断部材を昇降自在に支持し、かつ裁断部材の刃先の向きを変えることができる。裁断ヘッド６はアーム８に沿ってＹ方向に移動でき、アーム８の両端はキャリッジ９，９に支持されて、Ｘ方向に移動する。裁断ヘッド６はさらに図示しない研磨装置を備え、裁断部材の研磨と刃幅の測定等を行う。

裁断コントローラ１０は裁断ヘッド６の移動と裁断部材の動作とを制御し、裁断部材コントローラ１２は、ナイフあるいは丸刃などの裁断部材の昇降と、裁断部材による裁断動作、及び裁断部材の向きの制御を行う。ＸＹ移動コントローラ１４は裁断ヘッド６のＸＹ移動を制御し、裁断コース作成部１６は、裁断ヘッド６の軌跡、裁断部材の昇降、裁断動作、及び裁断部材の向きのデータからなる裁断コースを作成する。

図２は実施例での裁断コースの例を示し、２１〜２４等のパーツがシート材から裁断する対象で、パーツ２１〜２４は１グループを成している。各グループ毎にグループ内のスタートポイント２５〜４２が設けられ、スタートポイント２５〜４２のマーク内での十字の交点がスタートポイントの位置である。裁断ヘッドはグループ内のスタートポイント２５〜４２を結ぶように、図２の矢印に沿って移動する。そして１グループ内では、グループ内のスタートポイント２５などからスタートして、そのグループ内のパーツ２１〜２４等を裁断するように移動し、グループ内の全てのパーツの裁断を終えると、次のスタートポイント２６等へ移動する。そしてスタートポイント２５，２６等の間の移動では、裁断部材を上昇させて移動し、グループ内のパーツ間の移動では裁断部材を下降させ、シート材などの裁断対象を裁断しながら移動する。パーツの裁断では、裁断線の向きが鋭角に変化するため裁断部材を一旦上昇させる必要がある等の個所を除き、裁断部材を上昇させずに裁断する。

図３は１グループ内での裁断コースを示し、図３の下部に示すように、２５がグループ内のスタートポイントで、パーツ２１〜２４毎にパーツ毎のスタートポイント５０〜５３が設けられている。そして１パーツの裁断では、パーツを例えば１周するように裁断するので、パーツ内のスタートポイント５０等から裁断を開始して、例えば同じスタートポイント５０へ戻る。

例えばグループ内のスタートポイント２５で裁断部材を下降させて裁断を開始すると、最初にパーツ２１のスタートポイント５０へ裁断部材を移動させ、パーツ２１をカットする。パーツ２１のカットが終了すると、裁断部材は例えばパーツ２４のスタートポイント５１へ移動し、パーツ２４を裁断する。次いでパーツ２３のスタートポイント５２へ移動し、パーツ２３を裁断した後、パーツ２２のスタートポイント５３へ移動して、パーツ２２を裁断する。１グループの裁断が終了すると、裁断部材は例えばパーツ２２のスタートポイント５３にあり、裁断部材はここから上昇を開始して、例えば次のグループ内のスタートポイント２６へ移動する。なおグループ内のスタートポイント２５を、いずれかのパーツのスタートポイント５０〜５３と一致させてもよい。また図３に示したように、グループ内での裁断コースは、一筆書きで裁断ヘッド６が移動するコースである。

パーツのグループ化について図４を参照して補足する。パーツ４４から見て、パーツ４５〜４８は近接したパーツである。しかしながらパーツ４８は、パーツ４５，４６に対して近接していない。この場合パーツ４８のスタートポイントをどのようにとっても、パーツ４５，４６のスタートポイントの付近に配置できない。この場合、グループ内での移動コースをどのように定めても、パーツ４８のスタートポイントと他のパーツのスタートポイントとの間の移動距離が、予め定めた許容値を越えることになる。このような場合、パーツ４８をパーツ４４〜４７のグループから除外することが好ましい。即ち１グループにあるパーツは、各パーツが互いに全て近接していることが好ましい。そしてこの条件を充たすと、全てのパーツから近接した点にグループ内のスタートポイント４３をとることができ、逆にグループ内のスタートポイント４３の付近にパーツ４４〜４７毎のスタートポイントをとることができる。このようにするとパーツのスタートポイント間の移動距離が短くなり、裁断以外の移動距離を短くできる。

図５に実施例での裁断コースの決定アルゴリズムを示す。ステップ１で互いに近接したパーツを集めてグループとする。互いに近接とは、グループ内の各パーツに対し、残りのパーツが全て近接した位置にあることである。またパーツ間の距離を２個のパーツの裁断線の間の距離の最小値等で定め、距離が小さいことはパーツが近接していることを意味する。仮にパーツ間の距離が許容範囲を越えるものが含まれるようにグループ分けした場合、グループから一部のパーツを除いて、パーツ間の距離を許容範囲にする。ところで裁断部材は所定の長さ以上裁断する毎に研磨が必要になる。ここでグループ間を移動するため裁断部材を上昇させた際に、裁断部材の研磨を行うと、研磨のために裁断部材を昇降させる必要が無くなる。そこで各グループ内で裁断部材で裁断する長さの合計が、裁断部材の研磨が必要となる長さ以下となるようにグループ分けし、この条件を充たさない場合、グループからパーツを除いて、前記の条件を充たすようにする。なお裁断線の向きが急変する等により、パーツ内で裁断部材を上昇させることがある場合、その際に研磨を行っても良い。しかしグループ内で裁断する長さが研磨が必要となる距離以下としておくと、確実にグループ間を移動する途中で研磨できる。

ステップ２で、グループ内の各パーツが互いに向き合う位置に、グループ内のスタートポイントを定める。互いに向き合う位置とは、パーツ間の隙間もしくはパーツの裁断線上の位置で、グループ内の全てのパーツまでの距離が例えば予め定めた所定値以下の位置のことである。そしてこのような位置の内で、例えばグループ内の全てのパーツまでの距離の合計が最小の位置をグループ内のスタートポイントとする。なおスタートポイントからパーツまでの距離とは、例えばスタートポイントからパーツの裁断線までの距離の最小値のことである。

ステップ３で、グループ内のスタートポイントの付近にパーツ毎のスタートポイントを定める。パーツのスタートポイントはそのパーツの裁断線上に有り、例えばグループ内のスタートポイントからの距離が所定値以下で、かつ裁断線の向きが変わる点等を選ぶと、効率的である。このようにすると、第１の向きでパーツの裁断を開始し、第２の異なる向きでパーツの裁断を終了できるので、裁断部材の向きを変えることによる裁断線の乱れが無い。そしてステップ２，３の処理を全てのグループを処理するまで繰り返す。

ステップ４でグループ内の裁断コースを決定する。即ちグループ内のスタートポイントから出発して、最初のパーツのスタートポイントへのコースを決定し、次いでそのパーツの裁断線を１周するコースを決定し、次のパーツのスタートポイントへ移動するコースを決定する。このようにしてグループ内の全てのパーツを処理するように裁断コースを決定する。この時最後の点は、例えばグループ内の最後のパーツのスタートポイントにある（ステップ４）。ここで前記のように、パーツのスタートポイントを、裁断線の角部、即ち裁断線の向きが急激に変わる点に選んでおくと、グループ内の前のパーツに続けて切り始めやすく、また次のパーツに向けて裁断部材を向けやすくなる。グループ内の最後の点、例えば最後のパーツのスタートポイントから、次のグループ内のスタートポイントへの移動コースを決定する（ステップ５）。グループ間の移動では裁断部材を上昇させ、次のグループ内のスタートポイントまで移動し、裁断部材を下降させる。ステップ４，ステップ５を全てのグループを処理するまで繰り返す。

参考のために、図６に比較例での裁断ヘッドの裁断コースを示す。パーツ２１〜２４等の配置は図２と同様で、例えば各パーツ２１〜２４などに対しパーツ毎のスタートポイント６１〜８３等を設け、スタートポイント６１〜８３等からスタートして各パーツを裁断する。１パーツ裁断すると、次のスタートポイントへと裁断部材を上昇させて移動する。

図６の裁断コースと図２の裁断コースとを比較すると、図６ではパーツの数−１回だけ裁断部材を上昇させて移動させる必要がある。裁断部材を上昇させて移動すると、裁断部材の上昇及び下降と、裁断ヘッドの加速と減速とに時間が必要である。また充分な速度に達する前に減速を開始することもある。図６の裁断コースでは、裁断ヘッドの移動に時間を要する。なおパーツを裁断線に沿って裁断する時間は、図６も図２と同じである。

これに対して例えば図２の裁断コースでは、裁断部材を上昇させて移動するのは、グループ間を移動するときのみで、その回数はグループの数−１回で図６よりも少ない。図６の裁断コースでは、グループ間の移動距離は図６の裁断コースでのパーツ間の移動距離よりも長く、このため裁断ヘッドは充分に加減速して高速で移動できる。従って裁断ヘッドが上昇して移動する距離当たりの移動時間は、図２の裁断コースの方が短い。以上のように、図２の裁断コース（実施例）では、裁断ヘッドを上昇させて移動させる時間が短く、裁断を効率的に行うことができる。

さらに実施例では、グループ内で各パーツから近接した位置に、グループ内のスタートポイントを定めるので、パーツのスタートポイントまでの移動距離が短い。そして裁断時間を短縮することにより、シート材を固定するためのブロワモータの動作時間を短縮し、省エネルギーにも寄与する。

２ 裁断装置
４ 裁断テーブル
６ 裁断ヘッド
８ アーム
９ キャリッジ
１０ コントローラ
１２ 裁断部材コントローラ
１４ ＸＹ移動コントローラ
１６ 裁断コース作成部
２１〜２４ パーツ
２５〜４２ グループ内のスタートポイント

Claims (3)

1. 裁断テーブル上に載置したシート材を、昇降と裁断とが自在な裁断部材を備えた裁断ヘッドにより、複数のパーツへと裁断する方法において、
   互いに近接したパーツを１個のグループとし、かつパーツ間の移動距離が予め定めた許容範囲よりも大きいパーツをグループから除くように、前記複数のパーツは複数のグループへグループ分けされており、
   各グループ内で、グループ内のスタートポイントから始めて、グループ内のパーツ間では裁断部材をシート材から上昇させずに、グループ内の各パーツの裁断線に沿って各パーツを裁断するように、裁断ヘッドを移動させるステップと、
   グループ間では裁断部材を上昇させシート材から離して、次のグループでのグループ内のスタートポイントへ裁断ヘッドを移動させるステップとを実行することを特徴とする、裁断方法。
2. 各グループ内で裁断部材が裁断する長さの合計が、裁断部材の研磨が必要となる長さ以下となるように、グループ分けすることを特徴とする、請求項１の裁断方法。
3. 裁断テーブルと、昇降と裁断とが自在な裁断部材を備えた裁断ヘッドと、裁断ヘッドを制御するコントローラとを備えた裁断装置において、
   前記コントローラは、互いに近接したパーツを１個のグループとし、かつパーツ間の移動距離が予め定めた許容範囲よりも大きいパーツをグループから除くように、前記複数のパーツを複数のグループへグループ分けし、さらに各グループ内のスタートポイントから始めて、グループ内のパーツ間では裁断部材をシート材から上昇させずに、グループ内の各パーツの裁断線に沿って各パーツを裁断するように、裁断ヘッドを移動させると共に、グループ間では裁断部材を上昇させシート材から離して、次のグループでのグループ内のスタートポイントへ裁断ヘッドを移動させるように構成されていることを特徴とする、裁断装置。

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