JPH06114791A

JPH06114791A - シート材の裁断方法および装置

Info

Publication number: JPH06114791A
Application number: JP26618392A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kirifuchi; 岳桐渕
Original assignee: Shima Seiki Mfg Ltd
Current assignee: Shima Seiki Mfg Ltd
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1994-04-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0767679B2

Abstract

(57)【要約】【目的】制御系の遅れ等による裁断誤差を小さくして
しかも効率的な裁断を行う。【構成】裁断線上の各点における点間の距離と角度お
よび変化角を求める（ａ２，ａ３）。点間の距離と変化
角によって直線と曲線とを区別し（ａ４）、曲線と判断
されるときには変化角の大きさおよび距離から予め求め
られている裁断速度を選択する（ａ６，ａ７，ａ７
０）。求められた裁断速度ａを設定速度と比較し（ａ
８）、小さい方の速度で動作させる（ａ９，ａ１０）。
直線を裁断するときは設定速度で動作させる（ａ１
１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、布帛などのシート材
を、自動裁断機の真空吸着テーブル上などに広げて保持
し、裁断刃によって裁断するシート材の裁断方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から衣服などを縫製するためには、
布帛などの生地を延反し、マーキングされた輪郭線に沿
って裁断して部品を準備する必要がある。裁断工程を効
率的に行うためには、図５および図６図示のような自動
裁断機２０が用いられる。自動裁断機２０の表面は、ほ
ぼ直方形の形状を有するブラシテーブル２１として形成
される。ブラシテーブル２１には、多数の剛毛が植え付
けられている。ブラシテーブル２１の下方には真空吸着
源が設けられ、表面に生地などのシート材を積層した状
態で保持することができる。裁断刃は裁断ヘッド２２に
装着される。裁断ヘッド２２は、Ｙビーム２３上をＹ方
向に往復移動することができる。Ｙビーム２３は、ブラ
シテーブル２１の長手方向に沿って、Ｙ方向と垂直なＸ
方向に往復移動することができる。Ｙビーム２３の一端
部には操作部２４が設けられる。裁断ヘッド２２の移動
は、フロッピーディスク装置２５に挿入されるフロッピ
ーディスクに記録されている裁断データによって制御さ
れる。フロッピーディスク装置２５には、デザイン用の
ＣＡＤ装置などによって作成した裁断すべき部品の輪郭
線を表すデータが記憶されている。シート材である生地
は、生地搬入側からエアーテーブル２６上を経て供給さ
れる。エアーテーブル２６は、生地の供給時には空気を
噴出させて生地を浮遊させる。ブラシテーブル２１は、
コンベアループの上部を構成しており、真空吸引しなが
ら供給された生地を生地搬出側に搬送する。

【０００３】生地がブラシテーブル２１上に広げられる
と、ブラシテーブル２１は静止し、裁断ヘッド２２がＸ
およびＹ方向に移動して裁断が行われる。裁断が終了す
ると、ブラシテーブル２１は再び搬送を開始し、生地搬
出側のエアーテーブル２７から噴出される空気によって
浮遊させられた状態で、裁断された部品が搬出される。
裁断時に真空吸引による保持を確実に行うため、積層さ
れた生地の表面にはビニールシート２８がかぶせられ
る。裁断ヘッド２２は、ビニールシート２８で覆われた
状態の生地を裁断する。裁断後は、裁断線に沿って空気
が漏れるので、真空吸引による生地の保持を確実にする
ため、密閉用のビニールシート２９がＹビーム２３のＸ
方向への移動に従って裁断後の部品上に供給される。裁
断作業の安全のため、自動裁断機２４の四隅には非常停
止スイッチ３０が設けられる。

【０００４】図６は、図５図示の裁断ヘッド２２の内部
構造を示す。裁断ヘッド２２内の下方には、生地押えの
ためのプレッサーフット３１が設けられる。プレッサー
フット３１の上方にはカバー３２が設けられ、その内部
には裁断刃を支持する機構が収納される。目打ちドリル
３３は、ドリルモータ３４によって駆動され、目打ちを
行うために使用される。裁断ヘッド２２内の上方には、
裁断刃を上下方向に駆動して裁断を行うための駆動機構
３５と、裁断刃を角変位させるためのＲ軸モータ３６も
設けられる。さらに裁断刃は、裁断を行わないときには
プレッサーフット３１の表面から突出しないように引上
げておく必要があり、裁断ヘッド２２内にはそのための
機構も設けられる。

【０００５】以上説明したような自動裁断機を用いるシ
ート材の裁断方法は、たとえば特開昭４８−７４６８３
号公報、特公昭５７−６１５５７号公報および特公昭５
６−１４４３７号公報などで開示されている。特開昭４
８−７４６８３号公報では、シート体の種類や裁断すべ
き形状などに応じて、裁断刃を往復移動させて裁断する
ストローク速度を調整する先行技術が開示されている。
特公昭５７−６５５７号公報では、すでに裁断した模様
片の近傍を裁断するときに裁断刃の角度を補正する先行
技術が開示されている。特公昭５６−１４４３７号公報
では、予め裁断テストを行い、裁断刃に加えられる力を
検出して裁断刃の角度を補正する先行技術が開示されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】自動裁断機を用いて裁
断を効率的に行うためには、裁断速度を可能な限り大き
くする必要がある。図５図示のような自動裁断機２０で
は、裁断刃はシート材２１に垂直なＲ軸を中心とした角
変位を行い、裁断ヘッド２２はＹビーム２３上でＹ方向
の往復移動を行い、Ｙビーム２３はＸ方向の往復移動を
行う。これらの移動の合成によって所望の形状で裁断が
可能となる。しかしながら、裁断ヘッド２２の移動を制
御する電気的および機械的な制御機構においては、時間
的な遅れを伴う。したがって裁断刃がシート材に対して
相対的に移動する速度が大きくなると、裁断刃の裁断線
に対する追従誤差が大きくなる。前述の先行技術を用い
ても、このような制御系の時間的遅れに起因する追従誤
差を減少させることはできない。

【０００７】本発明の目的は、裁断速度を裁断線の曲率
に従って、制御系の追従誤差が小さくなるように選択す
ることができ、生産性を向上することができるシート材
の裁断方法および装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動裁断機を
用いて、裁断刃を装着した裁断ヘッドを所望の裁断線に
沿って移動させシート材を裁断するシート材の裁断方法
において、裁断誤差が予め定める範囲内となる裁断速度
と、裁断線の曲率との相関関係を予め求めておき、裁断
時には裁断線の曲率を検出して、曲率に対応して予め求
めておいた裁断速度で裁断刃をシート材に対して相対的
に移動させることを特徴とするシート材の裁断方法であ
る。

【０００９】また本発明は、前記裁断誤差は、複数段階
に指定可能であり、前記裁断速度は、各段階の裁断誤差
に対応して予め求められることを特徴とする。

【００１０】また本発明は、前記曲率と裁断速度との相
関関係は、裁断刃の代わりにペンを用いて、裁断ヘッド
が移動する軌跡をプロットすることによって求めること
を特徴とする。

【００１１】また本発明は、前記裁断速度は、直線裁断
用の設定速度として予め設定され、前記裁断線の曲率に
対応する裁断速度が設定速度を超えるときは設定速度で
裁断することを特徴とする。

【００１２】また本発明は、裁断刃を所望の裁断線に沿
って移動させて裁断するシート材の裁断装置において、
裁断線の曲率と、予め定める誤差範囲内となる最大の裁
断速度との関係が予め設定されるテーブル手段と、裁断
すべき裁断線から曲率を検出する曲率検出手段と、曲率
検出手段からの出力に応答し、テーブル手段を参照し
て、検出された曲率に従って裁断速度を求め、求められ
た裁断速度で裁断刃をシート材に対して相対的に移動さ
せる制御手段とを含むことを特徴とするシート材の裁断
装置である。

【００１３】

【作用】本発明に従えば、裁断誤差が予め定める範囲内
となる裁断速度と裁断線の曲率との相関関係が予め求め
られる。裁断時には裁断線の曲率を検出して、曲率に対
応して予め求めておいた裁断速度で裁断刃をシート材に
対して相対的に移動させる。裁断誤差が大きくなる曲率
条件のときには裁断速度が小さく設定され、裁断誤差の
増大を防止することができる。

【００１４】また本発明に従えば、裁断誤差は複数段階
に指定可能であり、裁断速度は各段階の裁断誤差に対応
して予め求められる。同一の裁断を行う場合であって
も、必要とされる裁断誤差に応じて裁断速度を求めるこ
とができる。裁断誤差が比較的大きくても許容される場
合は、裁断速度を大きくして生産性を向上し、裁断誤差
を厳しく抑えるときには、裁断速度を低下させればよ
い。

【００１５】また本発明に従えば、裁断速度と曲率との
相関関係を求める際に、裁断刃の代わりにペンを用いて
裁断ヘッドが移動する軌跡をプロットする。裁断ヘッド
が移動する軌跡がプロットされているので、裁断誤差を
算出することが容易であり、裁断線の曲率と裁断速度と
の相関関係を容易に求めることができる。

【００１６】また本発明によれば、裁断線の曲率から求
める裁断速度が、直線裁断用の設定速度を超えるときに
は設定速度による裁断が行われる。裁断線の曲率以外の
要因によって設定速度を定めておけば、設定速度を超え
る裁断速度が求められても、最大限設定速度による裁断
しか行われない。

【００１７】また本発明に従えば、シート材の裁断装置
は、テーブル手段と、曲率検出手段と、制御手段とを含
む。テーブル手段には裁断線の曲率と、予め定める誤差
範囲内となる最大の裁断速度との関係が設定される。検
出手段は、曲率検出手段によって裁断線から検出される
曲率から、テーブル手段を参照して対応する裁断速度を
求め、求められた裁断速度で裁断刃をシート材に対して
相対的に移動するように制御する。したがって予め定め
る誤差の範囲内において最大の裁断速度でシート材の裁
断を行うことができ、裁断作業の生産性を向上させるこ
とができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による自動裁断機
の概略的な電気的構成を示す。裁断線の形状は、裁断線
上の複数の点によって表され、各部の座標データは座標
データ作成装置などにより作成あるいは加工された後、
直接あるいはフロッピーディスクなどに記憶され、座標
データ入力装置１に入力される。座標データ入力装置１
に入力された座標データは、座標データ解析装置２に読
み込まれる。座標データ解析装置２は、マイクロコンピ
ュータなどを含んで実現され、裁断線が直線であるか曲
線であるかの判定や、裁断速度設定のための演算処理な
どを行う。座標データ解析装置２の演算処理結果は、補
間演算装置３に与えられる。補間演算装置３はマイクロ
コンピュータなどを含んで実現され、Ｘ軸、Ｙ軸および
Ｒ軸方向の機械的変位を制御するために、電気的なサー
ボ制御を行う。補間演算装置３には、サーボ制御装置
４，５，６を介してモータ７，８，９がそれぞれ接続さ
れ、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｒ軸方向についての制御を行う。補間
演算装置３およびサーボ制御装置４〜６については、電
気的なサーボ系の追従誤差が生じ、モータ７〜９および
これらのモータ７〜９によって発生する駆動力が伝達さ
れる機構には、摩擦や弾性変形やバックラッシュなどに
起因する機械的な追従誤差が生じる。座標データ解析装
置２は、以上述べたような電気的な追従誤差や機械的な
追従誤差を予め設定される裁断誤差の範囲内に抑えるた
め、メモリ１０にテーブルとしてストアされているデー
タを参照する。テーブル手段であるメモリ１０には、予
め裁断線の曲率と裁断速度との相関関係を表すデータが
ストアされている。そのデータは、たとえば自動裁断機
の裁断刃の代わりにペンを取付けた裁断ヘッドを、裁断
線を裁断するように移動させて、軌跡をプロットするこ
とによって求めることができる。

【００１９】図２は、図１図示の自動裁断機によってシ
ート材を裁断するときの座標データ解析装置２の動作を
示す。ステップａ１からスタートし、ステップａ２では
点間の距離と角度との算出を行う。次にステップａ３で
は、今回の角度と前回の角度との差として変化角を求め
る。

【００２０】図３は、点間の距離および角度についての
関係を示す。裁断すべき形状は、連続した点Ｌ，Ｍ，Ｎ
によって表される。前回の点がＬであり、今回の点がＭ
であり、次回の点がＮであるとき、点Ｌにおける角度ｌ
はすでに算出されている。ステップａ２では角度ｍと直
線ＬＭの長さとを求める。なお角度ｌ，ｍは、Ｘ軸方向
を基準として、直線ＬＭ，ＭＮの傾きをそれぞれ反時計
まわり方向を正として求める。ステップａ３では角度ｍ
とｌとの差である変化角ｍ−ｌが求められることにな
る。

【００２１】ステップａ４では、直線と曲線との区別を
行う。直線と曲線との区別は、直線ＬＭの長さと変化角
ｍ−ｌの大きさとの関係によって行う。ＬＭが短く変化
角ｍ−ｌが大きいときには曲線と判断される。曲線と判
断されるときにはステップａ６に移る。

【００２２】ステップａ６では、変化角の大きさによっ
てテーブルを参照する領域をふりわける。たとえば変化
角が０°〜１°のときには、ステップａ７に移り、点間
の距離で裁断速度を求める。たとえば点間距離が０〜１
ｍｍのときには、ステップａ７０で速度ａが選ばれる。
同様にして距離が１〜２ｍｍ、…、ｋ〜ｋ＋１ｍｍのと
きには、ステップａ７１，…，ａ７ｋによって裁断速度
が選ばれる。ステップａ６において、変化角の大きさが
１°〜２°，…，ｊ°〜ｊ＋１°のときは、ステップａ
６１，…，ａ６ｊにおいてステップａ７と同様に、点間
の距離に応じてそれぞれ裁断速度が選ばれる。このよう
な点間の距離と変化角との関係は、裁断線の曲率に対応
する。

【００２３】次にステップａ８では、選ばれた裁断速度
ａと予め設定される設定速度とが比較される。設定速度
は、たとえば裁断線の曲率以外の要因で裁断速度を制限
すべき場合に設定する。設定速度を無限大にしておけ
ば、速度制限は実質的には行われない。設定速度が求め
られた裁断速度ａ以上のときには、ステップａ９で選ば
れた裁断速度ａで裁断が行われる。ステップａ８で、裁
断速度ａが設定速度を超えると判断されるときには、ス
テップａ１０で設定速度による裁断が行われる。ステッ
プａ４で直線と判断されるときにはステップａ１１で設
定速度による裁断が行われる。ステップａ９〜ステップ
ａ１１の動作が終了すると、ステップａ１２で裁断動作
を終了する。

【００２４】図４は、本発明の他の実施例の動作を示
す。本実施例は図２図示の実施例に類似し、対応するス
テップ参照符には、ｂに続けて図２図示のステップ参照
符ａに続く番号と同一番号を付す。注目すべきはステッ
プｂ５で、許容誤差に応じてテーブルを選択するように
していることである。たとえば、０〜１ｍｍならステッ
プｂ６へ移り、１〜２ｍｍならステップｂ５１へ移り、
ｉ〜ｉ＋１ｍｍならステップｂ５ｉに移る。これによっ
てさらに選択のための条件が多くなる。縫製の必要に応
じて裁断誤差を設定したりすることによって、きめ細か
な裁断速度の設定を行い、裁断精度の向上と裁断時の生
産性の向上とを図ることができる。さらに、次の点に進
む距離なども条件として考慮すれば、一層高精度かつ高
生産性で裁断速度を設定することができる。

【００２５】以上の実施例においては、図２または図４
で、変化角や距離さらには許容誤差の条件に従って裁断
速度を設定しているけれども、これらの各条件を設定す
る順番は入れ代わってもよいことは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、裁断誤差
が予め定める範囲内となる裁断速度と、裁断線の曲率と
の相関関係を予め求めておき、裁断時に裁断線の曲率を
求めてその曲率によって裁断速度を選択するので、制御
系の追従性能の限界による裁断誤差の増大を防ぐことが
でき、かつ効率的な裁断を行うことができる。

【００２７】また本発明によれば、裁断誤差が複数段階
で指定可能であり、裁断速度は指定された裁断誤差に対
応して求められるので、必要とする裁断誤差に対応して
裁断速度を適切に選択し、生産効率を高めることができ
る。

【００２８】また本発明によれば、曲率と裁断速度との
相関関係は、裁断刃の代わりにペンを用いて裁断ヘッド
の移動する軌跡をプロットすることによって求めるの
で、裁断誤差の算出が容易であり、裁断速度と曲率との
相関関係を、多くの条件下で容易に求めることができ
る。

【００２９】また本発明によれば、予め直線裁断用の設
定速度が定められ、裁断線の曲率から求められる裁断速
度が設定速度を超えるときは設定速度で裁断が行われる
ので、曲率以外の要因によって裁断速度を制限する必要
があるようなときであっても生産性を向上し、かつ裁断
誤差を減少させることができる。

【００３０】また本発明によれば、テーブル手段に予め
設定される裁断線の曲率と裁断速度との関係を用いて、
裁断すべき裁断線を裁断するときの裁断速度を効率的に
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な電気的構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１図示の座標データ解析装置２の動作を示す
フローチャートである。

【図３】図１図示の実施例における点間の距離と各点に
おける角度との関係を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【図５】従来からの自動裁断機２０の斜視図である。

【図６】図５図示の裁断ヘッド２２の内部構造を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１座標データ入力装置２座標データ解析装置３補間演算装置４〜６サーボ制御装置７〜９モータ１０メモリ１１裁断刃１２曲線１３直線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動裁断機を用いて、裁断刃を装着した
裁断ヘッドを所望の裁断線に沿って移動させシート材を
裁断するシート材の裁断方法において、裁断誤差が予め定める範囲内となる裁断速度と、裁断線
の曲率との相関関係を予め求めておき、裁断時には裁断線の曲率を検出して、曲率に対応して予
め求めておいた裁断速度で裁断刃をシート材に対して相
対的に移動させることを特徴とするシート材の裁断方
法。
【請求項２】前記裁断誤差は、複数段階に指定可能で
あり、前記裁断速度は、各段階の裁断誤差に対応して予
め求められることを特徴とする請求項１記載のシート材
の裁断方法。
【請求項３】前記曲率と裁断速度との相関関係は、裁
断刃の代わりにペンを用いて、裁断ヘッドが移動する軌
跡をプロットすることによって求めることを特徴とする
請求項１または請求項２記載のシート材の裁断方法。
【請求項４】前記裁断速度は、直線裁断用の設定速度
として予め設定され、前記裁断線の曲率に対応する裁断
速度が設定速度を超えるときは設定速度で裁断すること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のシ
ート材の裁断方法。
【請求項５】裁断刃を所望の裁断線に沿って移動させ
て裁断するシート材の裁断装置において、裁断線の曲率と、予め定める誤差範囲内となる最大の裁
断速度との関係が予め設定されるテーブル手段と、裁断すべき裁断線から曲率を検出する曲率検出手段と、曲率検出手段からの出力に応答し、テーブル手段を参照
して、検出された曲率に従って裁断速度を求め、求めら
れた裁断速度で裁断刃をシート材に対して相対的に移動
させる制御手段とを含むことを特徴とするシート材の裁
断装置。