JP6211570B2 - 裁断方法および裁断機 - Google Patents

Description

本発明は、シート材を裁断テーブル上に保持しながら、裁断テーブルの表面に対して垂直に往復動する裁断刃を用いて、裁断する方向の変化を伴う区間を裁断する裁断方法および裁断機に関する。

従来から、アパレル製品の縫製用パーツなどは、布地などのシート材から、裁断機で外形の輪郭を切断して分離している。裁断機には、裁断刃の刃先の位置の順次的な変化で裁断すべきパーツの外形を表す裁断データが与えられる。ただし、切断方向が急激に変化する角隅などで、裁断刃による切断を連続して精度良く行うためには、角隅の前後を含む区間について特別な裁断方法を採る必要がある（たとえば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１で従来からの方法として説明されている裁断方法をａ１〜ａ５で示し、実施例として説明されている裁断方法をｂ１〜ｂ５で示す。ａ１に示すように、直線状の切断線１，２が角隅３でほぼ直角に切断する方向が変化して端点４に向う場合、ａ２に示すように、角隅３まで裁断刃６の刃先６ａを進めて切断線１を切断済線１ａとする。次に、ａ３からａ４で、裁断刃６の向きを変えて、切断線２に沿って角隅３から端点４に向うようにしてから、ａ５で裁断刃６の刃先６ａを端点４に移動させる。布地などのシート材は柔軟性があるので部分的に変形し、ａ２からａ４の間での裁断刃６の向きの変化を、シート材から裁断刃６を引抜かないで行わせることは可能である。しかしながら、シート材の角隅３付近が部分的に圧縮されて回り込むので、切断済線２ａの角隅３近傍に膨らみ２ｂが生じてしまう。

なお、裁断刃６でシート材を切断するのは刃先６ａであるけれども、刃先６ａの切れ味を良好にするためには、適宜刃先６ａを研磨する必要がある。刃先６ａは、研磨によって徐々に後退し、ａ２に示す裁断刃６としての刃幅Ｗが減少する。裁断機に刃幅測定装置を備えるようにしておけば、刃幅の減少を検出して刃先６ａの位置などを補正することができる（たとえば、特許文献２参照）。裁断刃６は裁断機の裁断ヘッドに設けられる。裁断ヘッドは、裁断テーブルの表面に沿ってＸ軸方向およびＹ軸方向の二次元移動を行い、さらに回転軸位置６ｃまわりに角変位して裁断刃６の向きを変えることができる。二次元移動と角変位とを組合せると、ａ２からａ４のような、刃先６ａを中心に裁断刃６の向きを変えるような移動を行うこともできる。

特許文献１の実施例では、ｂ１に示すように、角隅３を越えて切断線１の延長上までＶの距離のオーバーカット７を行う。次に、裁断刃６を後退させて、ｂ２に示すように刃先６ａを角隅３まで戻す。次に、ｂ３からｂ４に示すように、裁断刃６を後退させながら向きを変える。最後に、ｂ５に示すように、裁断刃６を刃先６ａが端点４に達するまで前進させ、切断線２を切断すると、膨らみ２ｂを抑制することができる。

特公平７−７７７１６号公報 特公平８−１５７１８号公報

特許文献１の実施例のように、オーバーカット７を行えば、当初の裁断刃６では効果的に膨らみ２ｂを抑制することができる。しかしながら、たとえばシート材の強度に合わせて刃幅Ｗが大きな裁断刃６に交換した場合などには、生地の回り込みの影響が増して、裁断精度が低下してしまう。オーバーカット７を行って、さらに裁断刃６をシート材から一旦引抜いてから向きを変えるようにすれば、膨らみ２ｂなどが生じないで、直線状の切断済線２ａのみで切断することが期待される。しかしながら、裁断刃６をシート材から一旦引抜くと、余分な時間がかかり、裁断効率が低下してしまう。

本発明の目的は、裁断刃をシート材から引抜かずに裁断する方向の変化を伴う区間を裁断しても、刃幅の違いにより生じる裁断精度の低下を防ぐことが可能な裁断方法および裁断機を提供することである。

本発明は、裁断機の裁断テーブルの表面上に保持されるシート材に対し、該表面に沿ってＸ軸方向およびＹ軸方向の二次元移動を行う裁断ヘッドに設けられてＺ軸方向の往復動とＲ軸まわりの角変位とが可能な裁断刃を用い、裁断データに基づいて、裁断刃をシート材から引き抜かずに、刃幅の一端の刃先の位置を制御して裁断方向の変化を伴う区間を裁断する裁断方法において、
該区間で裁断刃が角変位する際に、シート材と裁断刃の側面とが押し合うことで生じる裁断誤差を解消するように、角変位の種類に応じて刃先の制御に関する位置情報の基準位置を設定し、
裁断刃の刃幅を取得し、
角変位の種類に応じて、基準位置を刃先に関して予め定める方向に、刃幅に対応して予め定められる補正値で、刃幅が大きいほど補正値を大きく、刃幅が小さいほど補正値を小さく補正しながら裁断を行う、
ことを特徴とする裁断方法である。

また本発明で、前記裁断機は、前記刃幅を測定する測定装置を備え、
前記刃幅は、測定装置による測定結果に基づいて取得する、
ことを特徴とする。

また本発明で、前記裁断方向の変化は、前記裁断データで指定される角隅位置で、第１の方向の裁断から第２の方向の裁断に切換えるものであり、
前記基準位置として、該角隅位置よりも第１の方向の上流側に予め定める距離となる開始位置を、および該角隅位置よりも第２の方向の下流側に予め定める距離となる終了位置をそれぞれ設定し、
設定された区間の開始位置から終了位置までで、裁断刃の刃先角度を第1の方向から第2の方向に順次切換え、角隅から開始位置までの距離を、および角隅から終了位置までの距離を、前記刃幅に対応するようにそれぞれ補正する、
ことを特徴とする。

また本発明で、前記裁断方向の変化は、前記裁断データで指定される曲線範囲で、曲線範囲の開始位置での第１の方向から曲線範囲の終了位置での第２の方向まで刃先角度を順次変化させるものであり、
前記基準位置は、曲線範囲内の各刃先位置に設定され、前記刃幅に対応するように前記基準位置を裁断刃の刃先の方向に予め定める距離だけ進めるように補正する、
ことを特徴とする。

さらに本発明は、裁断テーブルを備え、裁断テーブルの表面上に保持されるシート材に対し、該表面に沿ってＸ軸方向およびＹ軸方向の二次元移動を行う裁断ヘッドに設けられてＺ軸方向の往復動とＲ軸まわりの角変位とが可能な裁断刃を用い、裁断データに基づいて、裁断刃をシート材から引き抜かずに、刃幅の一端の刃先の位置を制御して裁断方向の変化を伴う区間を裁断する裁断機において、
該区間で裁断刃が角変位する際に、シート材と裁断刃の側面とが押し合うことで生じる裁断誤差を解消するように、角変位の種類に応じて刃先の制御に関する位置情報の基準位置を設定する設定手段と、
裁断刃の刃幅を取得する取得手段と、
設定手段で設定した刃先の制御に関する位置情報の基準位置を、角変位の種類に応じて、刃先に関して予め定める方向に、取得手段によって取得される刃幅に対応して予め定められる補正値で、刃幅が大きいほど補正値を大きく、刃幅が小さいほど補正値を小さく補正しながら裁断を行うように制御する制御手段とを、
含むことを特徴とする裁断機である。

本発明によれば、裁断刃の刃先の制御に関する位置情報の基準位置を、裁断データに基き、裁断刃の角変位の変化の種類に応じ、刃先の制御に関する位置情報の基準位置を設定しながら、裁断刃をシート材から引き抜かずに裁断する。裁断方向の変化を伴う区間で裁断刃が角変位する際には、シート材と裁断刃の側面とが押し合うことで裁断誤差が生じる。この裁断誤差を解消するように、刃先の制御に関する位置情報の基準位置を、角変位の種類に応じて、刃先に関して予め定める方向に、刃幅に対応して予め定められる補正値で、刃幅が大きいほど補正値を大きく、刃幅が小さいほど補正値を小さく補正しながら裁断を行うので、刃幅の違いにより生じる裁断精度の低下を防ぐことが可能となる。

また本発明によれば、裁断機は、刃幅を測定する測定装置を備え、刃幅は、測定装置による測定結果に基づいて取得するので、裁断刃の交換や研磨などで刃幅が変化しても、適切に刃幅を取得し、裁断刃の角変位に伴う裁断誤差を解消することができる。

また本発明によれば、角隅位置で、第１の方向の裁断から第２の方向の裁断に切換える際に、角隅位置よりも第１の方向の上流側に開始位置を、角隅位置よりも第２の方向の下流側に終了位置をそれぞれ基準位置として設定する。角隅位置から開始位置までの距離、および角隅位置から終了位置までの距離を、刃幅に対応して補正しながら裁断するので、開始位置から終了位置までで、裁断刃の刃先角度を第１の方向から第２の方向に順次角変位させ、角隅位置付近での裁断精度の低下を、刃幅の変化に合わせて抑制することができる。

また本発明によれば、裁断データで指定される曲線範囲で、刃先の方向へ裁断刃の刃先を進退させる補正を、刃幅の増減にそれぞれ応じて行うので、曲線範囲の切断を精度良く行うことができる。

さらに本発明によれば、設定手段、裁断方向の変化を伴う区間での裁断刃の刃先の制御に関する位置情報の基準位置を、裁断刃の角変位の種類に応じて設定し、取得手段で裁断刃の刃幅を取得する。制御手段、設定手段で設定した刃先の制御に関する位置情報の基準位置を、取得手段によって取得される刃幅に基づいて補正しながら裁断するように制御する。シート材の裁断が裁断刃の角変位を伴う際に、シート材と裁断刃の側面とが押し合うことで生じる裁断誤差を解消させて、裁断刃の刃幅の変化による裁断精度の低下を防ぐことができる。

図１は、本発明の実施例１としての角隅を含む区間での裁断方法を概略的に示す図である。 図２は、図１の実施例に使用する裁断機１０の概略的な構成を示すブロック図である。 図３は、図１の実施例を適用可能なスリットノッチおよびＶノッチを示す図である。 図４は、本発明の実施例２としての曲線区間での裁断方法を概略的に示す図である。 図５は、特許文献１で説明されている従来からの方法と実施例とを示す図である。

以下、図１から図３で、本発明の実施例１としての裁断方法について示す。また、図４で、本発明の実施例２としての裁断方法について示す。ただし、特許文献１に関する図５で説明した部分に対応する部分については、同一の参照符を付して示し、重複する説明を省略する場合がある。また、説明対象の図には記載されていない部分について、他の図に記載される参照符を付して言及する場合がある。

図１は、本発明の実施例１として、本発明者が採用している裁断方法を、図５に示す特許文献１の裁断方法に対応する状態で概略的に示す。本裁断方法は、裁断刃の角変位の一種類としての角隅の裁断時に膨らみを抑制することが可能な、特許文献１の裁断方法とは別の手法である。本発明者は、本裁断方法に対して刃幅に応じた補正を行えば、裁断刃６の刃幅が増加あるいは減少しても、効果的に膨らみを抑制可能であることを見出している。

すなわち、図１のａ１〜ａ５およびｂ１〜ｂ５は、図５のａ１〜ａ５およびｂ１〜ｂ５にそれぞれ対応させて示す。図１のａ２では、裁断刃６の刃先６ａを切断線１で角隅３の手前で一旦停止させる。ａ２の刃先６ａの位置は、角隅３から距離Ｌを有する開始位置として設定され、切断線１は途中まで切断済線１ａとなる。次にａ３で、刃先６ａを開始位置にして、裁断刃６の向きを、角隅３での切断線１，２がなす角度の半分だけ変化させる。角隅３で９０度の角度をなす場合は、４５度だけ変化させる。次にａ４では、ａ３の状態からさらに角変位しながら裁断刃６を移動する。裁断刃６は、ａ５で刃先６ａが角隅３から距離Ｍの終了位置に達し、向きが切断線２と平行となる状態を目標に、切断線１，２を考慮せずに移動させる。この結果、裁断刃６の刃先６ａは、切断線１，２上を通らず、実質的に角隅３の位置を内回りする。裁断刃６の角変位によって、シート材の生地の回り込みが発生するけれども、刃先６ａの軌跡が内回りすることで相殺され、裁断誤差を抑制することができる。このようなａ５までの裁断で、切断線１，２に沿って、角隅３からＭの距離だけ進行した下流側に設定される終了位置までの区間が切断され、この区間には進入部分２ｃとして、角隅３から切断線２に沿って距離Ｍの部分が含まれる。また、切断済線１ａも角隅３に達している。

図１のｂ１〜ｂ５では、ｂ１でオーバーカット７を切断してから、ｂ２で刃先６ａを角隅３の上流側の開始位置まで戻す。ｂ２〜ｂ５では、ａ２〜ａ５と同様に開始位置から終了位置まで切断する。オーバーカット７を行うと、裁断刃６の角変位によるシート材への影響が減り、生地の回り込みによる膨らみをさらに抑制することができる。

本実施例では、ａ２およびｂ２に示す距離Ｌと、ａ５およびｂ５に示す距離Ｍと、ｂ１に示すオーバーカット７の距離Ｖとを、裁断刃６の刃幅が大きいほど大きくなるように補正する。刃先６ａの方向に関して、距離Ｌは逆方向に、距離Ｍ，Ｖは同方向に、刃幅に対応して大きくなるようにそれぞれ補正する。距離Ｌ，Ｍの補正で、角隅３の位置付近での裁断精度の低下を、刃幅の変化に合わせて抑制することができる。距離Ｖの補正で、刃幅が短いときの裁断時間の短縮を図ることができる。

図２は、図１の実施例１としての裁断方法を実行可能な裁断機１０の構成を概略的に示す。裁断機１０は、裁断テーブル１１と、搬入台１２と、搬出台１３とを備える。裁断テーブル１１は、複数のパーツを裁断すべきシート材を密閉シートで覆う状態で吸引して固定する機能を有する。裁断ヘッド１４は、Ｙビーム１５でＹ軸方向に移動可能な状態で支持され、裁断刃６をシート材の表面に対して垂直なＺ軸方向に移動させ、また、裁断刃６がシート材に突刺してある状態で、Ｚ軸方向に往復動させるとともにＲ軸方向に回転させてシート材を切断することができる。Ｙビーム１５は、Ｘ軸方向に裁断テーブル１１の表面に沿って移動するので、裁断刃６は、裁断ヘッド１４およびＹビーム１５の移動の組合せで、裁断テーブル１１の表面に沿って二次元的に移動することができる。

裁断テーブル１１の表面は、通気性を有する剛毛ブラシやフェルトによるコンベアとして形成され、積層したシート材を搬送することができる。搬入台１２の上方には、密閉シートのロール１６が設けられ、裁断テーブル１１に搬入するシート材上を密閉シートで覆うことができる。

裁断機１０は、制御手段１７、設定手段１８、および取得手段１９を含む。設定手段１８は、裁断速度などの諸条件も含む裁断データに基づき、裁断方向が変化する区間で裁断刃が角変位する際に、角変位の種類に応じて刃先の制御に関する位置情報の基準位置を設定する。裁断データは、刃先位置と裁断刃６の刃先６ａの向く方向である刃先角度とを含む。基準位置は、裁断刃６が角変位する区間で、シート材と裁断刃６の側面とが押し合うことで生じる裁断誤差を解消するように設定される。図１では、ａ３およびｂ３に示す角変位の開始位置と、ａ５およびｂ５に示す角変位の終了位置とが該当する。基準位置を設ける方向や距離Ｌ，Ｍ，Ｖなどのデータは、予め設定される。たとえば、裁断対象となるシート材に対して、予め設定されるテストパターンを裁断し、裁断結果を評価して方向や距離Ｌ，Ｍ，Ｖが設定される。距離Ｌ，Ｍ，Ｖは、裁断刃６の刃幅Ｗが大きくなるほど大きく、小さくなるほど小さくなる補正値で補正する。シート材の積層枚数については、枚数が増加するほど、補正値を大きくすればよい。

図１のａ１〜ａ５とｂ１〜ｂ５のようなオーバーカット７の有無も、シート材の材質、積層厚さ、許容される膨らみの程度に応じて要否を判断し、必要な場合はオーバーカットの終端の位置を基準位置として設定する。取得手段１９は、裁断刃６の刃幅Ｗを取得する。刃幅Ｗの取得は、特許文献２に開示されている刃幅測定装置を備える裁断機では測定結果を利用することができる。裁断刃６の刃幅Ｗをデータとして入力し、研磨回数による変化をテーブルとして備えるようにしておくこともできる。制御手段１７は、設定手段１８で設定した刃先６ａの制御に関する位置情報の基準位置を、取得手段１９によって取得される刃幅Ｗに対応するように補正しながら裁断を行うように制御する。設定手段１８による適切な設定で、角隅３から進入部分２ｃに生じる膨らみを１ｍｍ未満に抑制することができる。制御手段１８による距離Ｌ，Ｍ，Ｖの補正は、裁断刃６の交換時ばかりではなく、連続使用時の研磨による刃幅Ｗの減少に対応して減少させるようにしたり、予め実験して設定するテーブルに応じて補正するようにしたりすることもできる。テーブルは、細かな刃幅Ｗの変化に対応させた補正値のテーブルでもよいし、想定される最大刃幅、中間の刃幅、最小刃幅のみ補正値のデータを有し、これらの間の刃幅に対応する補正値は補間計算で求めるようにしてもよい。

図３は、図１の実施例を適用可能なスリットノッチおよびＶノッチを示す。（ａ）は、直線２０の途中のノッチ位置２１にノッチ端点２２までのスリットノッチ２５を切断し、さらに直線２０を端点２３まで切断する例を示す。ノッチ位置２１を図１の角隅３と同様に取扱えば、ノッチ位置２１までの直線２０からスリットノッチ２５を、裁断刃６をシート材から引抜かない状態で連続的に切断することができる。ノッチ位置２１の手前の直線２０上に開始位置、スリットノッチ２５上に終了位置を設定し、それぞれに対応する距離Ｌ，Ｍを刃幅に応じて補正すればよい。

（ｂ）のＶノッチは、直線３０の途中に、Ｖノッチ点３１，３２，３３を設け、切断する方向を変化させている。このようなＶノッチ点３１，３２，３３を含む区間にも開始位置および終了位置を設定して、それぞれに対応する距離Ｌ，Ｍを刃幅に応じて補正すれば、端点３４までの直線３０の途中に、Ｖノッチを、膨らみを抑制して形成することができる。

図４は、本発明の実施例２としての曲線区間での裁断方法を概略的に示す。曲線４０の区間は、刃先位置４１，４２，４３，４４，４５のうち、最初の刃先位置４１での第１の方向から、最後の刃先位置４５での第２の方向まで、裁断刃６の刃先角度が順次変化するような角変位の種類に属する。裁断データ上の曲線４０は、裁断刃６の刃先６ａが各刃先位置４１，４２，４３，４４，４５を通るように移動させて切断する。しかしながら、（ａ）に示すように、刃先位置４１，４２，４３，４４，４５に裁断刃６の刃先６ａを合わせるだけでは、曲線を切断する際に裁断刃６の側面がシート材の生地から押されて、曲線４０の内側を切るような裁断ラインとなってしまい、裁断誤差が生じることが判明している。この対策として、（ｂ）に実線で示すように、裁断刃補正位置４６は、破線で示す裁断刃６に対し、刃先補正位置４６ａが刃先６ａよりも距離Ａだけ刃先６ａの向いている方向に進めて裁断することが好ましいことを、本発明者らは見いだしている。したがって、刃先位置４１，４２，４３，４４，４５から距離Ａだけそれぞれ進んだ位置を、刃先６ａの制御に関する位置情報の基準位置としてそれぞれ設定する。さらに、距離Ａについても、刃幅Ｗに応じて補正することで、さらに裁断精度を向上させることができる。すなわち、刃幅Ｗが大きくなると、シート材の生地から押されて曲線４０の内側を切るようになるので、距離Ａが大きくなるように補正して曲線４０を切るように調整する。刃幅Ｗが小さくなると、あまり曲線４０の内側を切らなくなるので、距離Ａが小さくなるように補正して曲線４０を切るように調整する。

１，２ 切断線
１ａ，２ａ 切断済線
２ａ 膨らみ
２ｃ 進入部分
３ 角隅
６ 裁断刃
６ａ 刃先
１０ 裁断機
１１ 裁断テーブル
１４ 裁断ヘッド
１７ 制御装置
１８ 設定装置
１９ 測定装置
１４ 監視手段
２０，３０ 直線
２１ ノッチ位置
２５ スリットノッチ
３１，３２，３３ Ｖノッチ点
４０ 曲線
４１，４２，４３，４４，４５ 刃先位置
４６ 刃先補正位置

Claims (5)

1. 裁断機の裁断テーブルの表面上に保持されるシート材に対し、該表面に沿ってＸ軸方向およびＹ軸方向の二次元移動を行う裁断ヘッドに設けられてＺ軸方向の往復動とＲ軸まわりの角変位とが可能な裁断刃を用い、裁断データに基づいて、裁断刃をシート材から引き抜かずに、刃幅の一端の刃先の位置を制御して裁断方向の変化を伴う区間を裁断する裁断方法において、
   該区間で裁断刃が角変位する際に、シート材と裁断刃の側面とが押し合うことで生じる裁断誤差を解消するように、角変位の種類に応じて刃先の制御に関する位置情報の基準位置を設定し、
   裁断刃の刃幅を取得し、
   角変位の種類に応じて、基準位置を刃先に関して予め定める方向に、刃幅に対応して予め定められる補正値で、刃幅が大きいほど補正値を大きく、刃幅が小さいほど補正値を小さく補正しながら裁断を行う、
   ことを特徴とする裁断方法。
2. 前記裁断機は、前記刃幅を測定する測定装置を備え、
   前記刃幅は、測定装置による測定結果に基づいて取得する、
   ことを特徴とする請求項１記載の裁断方法。
3. 前記裁断方向の変化は、前記裁断データで指定される角隅位置で、第１の方向の裁断から第２の方向の裁断に切換えるものであり、
   前記基準位置として、該角隅位置よりも第１の方向の上流側に予め定める距離となる開始位置を、および該角隅位置よりも第２の方向の下流側に予め定める距離となる終了位置をそれぞれ設定し、
   設定された区間の開始位置から終了位置までで、裁断刃の刃先角度を第1の方向から第2の方向に順次切換え、角隅から開始位置までの距離を、および角隅から終了位置までの距離を、前記刃幅に対応するようにそれぞれ補正する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の裁断方法。
4. 前記裁断方向の変化は、前記裁断データで指定される曲線範囲で、曲線範囲の開始位置での第１の方向から曲線範囲の終了位置での第２の方向まで刃先角度を順次変化させるものであり、
   前記基準位置は、曲線範囲内の各刃先位置に設定され、前記刃幅に対応するように前記基準位置を裁断刃の刃先の方向に予め定める距離だけ進めるように補正する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の裁断方法。
5. 裁断テーブルを備え、裁断テーブルの表面上に保持されるシート材に対し、該表面に沿ってＸ軸方向およびＹ軸方向の二次元移動を行う裁断ヘッドに設けられてＺ軸方向の往復動とＲ軸まわりの角変位とが可能な裁断刃を用い、裁断データに基づいて、裁断刃をシート材から引き抜かずに、刃幅の一端の刃先の位置を制御して裁断方向の変化を伴う区間を裁断する裁断機において、
   該区間で裁断刃が角変位する際に、シート材と裁断刃の側面とが押し合うことで生じる裁断誤差を解消するように、角変位の種類に応じて刃先の制御に関する位置情報の基準位置を設定する設定手段と、
   裁断刃の刃幅を取得する取得手段と、
   設定手段で設定した刃先の制御に関する位置情報の基準位置を、角変位の種類に応じて、刃先に関して予め定める方向に、取得手段によって取得される刃幅に対応して予め定められる補正値で、刃幅が大きいほど補正値を大きく、刃幅が小さいほど補正値を小さく補正しながら裁断を行うように制御する制御手段とを、
   含むことを特徴とする裁断機。

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