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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Schneiden von Textilien, insbesondere Geweben
oder Gestricken. Die Vorrichtung und das Verfahren sind insbesondere
zum Zuschneiden von gemusterten Textilien geeignet.
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Gemusterte Textilien werden in der
Regel einlagig zugeschnitten, um jeden einzelnen Zuschnitt an die
Musterung angepasst zuschneiden zu können. Ungemusterte Gewebe werden
dagegen in der Regel in mehreren Lagen gelegt und somit als Stapel mit
einer Schneidmaschine, beispielsweise einer Laserschneidmaschine,
zugeschnitten. Dies ergibt eine hohe Effektivität. Dagegen wird beim Einzellagenzuschnitt
von gemusterten Textilien lediglich eine geringe Effektivität erreicht.
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Davon ausgehend ist es Aufgabe der
Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit dem
sich die Produktivität
beim Zuschneiden von Stoffen oder sonstigen Textilien steigern lässt, insbesondere
wenn diese ein Muster aufweisen, auf das beim Zuschneiden Rücksicht
zu nehmen ist.
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Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemäßen Zuschneideanlage
nach Anspruch 1 sowie mit den Verfahren gemäß den Verfahrensansprüchen gelöst:
Die
erfindungsgemäße Zuschneideanlage
weist eine Trägereinrichtung
auf, die dazu eingerichtet ist, einen Stapel zuzuschneidender Stoffabschnitte
aufzunehmen. Außerdem
ist sie mit einer Erfassungseinrichtung versehen, die vor oder nach
dem Abschneiden der einzelnen Stoffabschnitte von einer Stoffbahn
Positionen von Markierungspunkten aufnimmt. Eine Trenneinrichtung
dient der Vereinzelung der Stoffabschnitte, um diese nach der Vereinzelung
aufstapeln zu können.
Die Steuereinrichtung ist nun darauf eingerichtet, die Trägereinrichtung
und/oder die Transporteinrichtung so zu steuern, dass die Markierungspunkte
der einzelnen Stoffabschnitte möglichst
genau übereinander
zu liegen zu kommen. Dabei kann auf Verzerrungen, Dehnungen, Schrumpfungen
auch nicht isotrope Schrumpfungen in Abhängigkeit von der Gewebespannung,
Feuchtigkeit usw. Rücksicht genommen
werden, die normalerweise die Lage von Mustern oder Markierungen
auf dem Gewebe relativ zueinander verändern. Mit der Erfindung können alternativ
oder wahlweise auch kumulativ zwei an sich voneinander unabhängige Maßnahmen
verwirklicht werden, nämlich,
es wird dafür
gesorgt, dass die Muster einzelner Stoffabschnitte in einem Stapel
innerhalb der geforderten Toleranz passend übereinander liegen und/oder
es werden die Schnittkonturen an die erfassten Verzerrungen, Schrumpfungen,
Drehungen usw. des Musters angepasst. Diese Verzerrungen oder sonstigen
Dimensionsänderungen,
die der reale Stoffabschnitt in Bezug auf idealisiertes Muster aufweist,
können
anhand der Erfassung der Markierungen erkannt und durch Anpassung
der Schnittkontur korrigiert werden. Der gleichzeitige Zuschnitt
mehrerer gemusterter Stoffzuschnitte in einem Stapel erhöht die Produktivität erheblich.
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Die Erfassung von Markierungspunkten kann
bereits vor dem Abtrennen eines Stoffabschnitts von der Stoffbahn
erfolgen. Bei bekannten Stoffparametern, wie Elastizität, Dehnbarkeit,
usw. lassen sich die Positionen der so erfassten Markierungspunkte
ausreichend genau in die zu erwartenden Positionen der Markierungspunkte
in entspanntem Zustand umrechnen. Dies erfolgt in einem gewebefesten
Koordinatensystem. Die Vorgehensweise hat den Vorzug, dass bereits
beim Abtrennen des Stoffabschnitts von der Stoffbahn Rücksicht
auf eine in Folge von Dehnungen, Schrumpfungen usw. vorhandene Veränderung
der Lage der Markierungspunkte Rücksicht
genommen werden kann. Auf diese Weise wird ein fehlerhaftes Abschneiden
von Stoffabschnitten von der Stoffbahn weitgehend ausgeschlossen.
Aus den Abweichungen der Positionen der Markierungspunkte von deren
Soll-Positionen lassen sich Korrekturwerte errechnen. Jedem Markierungspunkt
sind Korrekturwerte zugeordnet, die die Größe und die Richtung der Abweichung
der Markierungspunktlage von ihrem Sollwert kennzeichnen. Alle Korrekturwerte
insgesamt bilden somit einen Datensatz, der wie eine „Brille" die Verzerrung des
Stoffabschnitts kennzeichnet. Dabei können auch lokale Verzerrungen
berücksichtigt
werden. Dieser Datensatz kann in Form von Tabellen, Matrizen oder
auch Interpolationsfunktionen vorliegen. Er kann genutzt werden,
die Schnittkonturen in gleicher Weise zu verzerren, um die Relativposition
der Schnittlinien zu den vorhandenen Markierungspunkten, die somit
als Ankerpunkte genutzt werden, genau so festzulegen wie es bei
einem unverzerrten Stoffabschnitt und einer unverzerrten Schnittkontur
der Fall wäre.
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Vorzugsweise wird in einem gewebefesten Koordinatensystem
gearbeitet. Dieses kann an ausgewählten Markierungspunkten „festgemacht" werden. Beispielsweise
reichen drei Markierungspunkte zum Aufspannen eines X-Y-Koordinatensystems aus,
wobei einer den Nullpunkt bildet. Die beiden anderen können die
Stauchung oder Dehnung der X-bzw.
Y-Koordinate bestimmen. Weitere Markierungspunkte in dem Sicht-
oder Messfeld können dann
eine weitere Verzerrungsmatrix festlegen.
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Einzelne Aspekte vorteilhafter Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich auch aus folgender Kurzbeschreibung von
Ausführungsmöglichkeiten
der Erfindung: Beispielsweise werden die Stoffbahnen während des
Abziehens von der Rolle entlang bestimmter voreingestellter Messspuren
optisch vermessen. Vorgegebene Markierungspunkte, so genannte Ankerpunkte,
werden gespeichert. Die Ankerpunkte können charakteristische Merkmale
eines Musters sein.
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Die von der Rolle abgezogenen Bahnen
werden entlang vorgegebener Konturlinien abgeschnitten und als Stoffabschnitte übereinander
auf der Trägereinrichtung,
beispielsweise einem Schneidrost positioniert. Dieses Schneidrost
fährt den
darauf abgelegten Stapel von Stoffabschnitten später in die eigentliche Schneidmaschine.
Nach dem Vermessen und dem Ablegen des Stoffabschnitts auf dem Schneidrost
wird aber zunächst
geprüft,
ob alle Markierungspunkte der bereits abgelegten wie auch der aktuell
abzulegenden Bahn innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen. Ist
dies der Fall, wird der aktuelle Stoffabschnitt auf den bereits
auf dem Schneidrost befindlichen Stapel abgelegt. Ist dies hingegen
nicht der Fall, wird beispielsweise ein Schneidrostwechseln ausgelöst und der
abzulegende Stoffabschnitt bildet dann die erste Lage des auf dem
nächsten Schneidrost
aufzubauenden Stapels. Damit ergibt sich die Größe des zu schneidenden Stapels
unterhalb einer Maximalgröße dynamisch
während
des Stapelvorgangs, d.h. der Stapelaufbau wird abgebrochen, sobald
ein Stoffzuschnitt ankommt, der innerhalb vorgegebener Toleranzen
nicht mehr zu den bereits aufgestapelten Stoffabschnitten passt.
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Mit dieser Maßnahme können insbesondere langwellige
Schwankungen der Dehnungen in einem Stoffballen berücksichtigt
werden. Solche können sich
in Folge von Stoffspannungsschwankungen in einem Stoffballen ergeben.
Beispielsweise können innere
Lagen eines Stoffballens stärker
oder schwächer
gedehnt sein als äußere.
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Es kann auch vorgesehen werden, die Trennlinien
der einzelnen Stoffabschnitte nicht geradlinig und rechtwinklig
zu der Abzugsrichtung sondern innerhalb gewisser anlagentechnisch
vorgegebener Grenzen frei programmierbar zu wählen. Zur Umsetzung kann ein
Greiferwagen vorgesehen werden bei dem mehrere Greifer einzeln auf
die Form der Trennlinie eingestellt werden können. Dies kann beispielsweise
mittels Stellmotoren erfolgen, indem die einzelnen Greifer so lange
in Richtung auf die Stoffkante fahren, bis ein an diesem angebrachter Sensor
anspricht und damit die Bewegung des Greifers stoppt. Damit gelingt
eine Einstellung aller Greifer auf Knopfdruck.
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Es ist auch möglich, die vorgegebene Schnittlinie
anhand der beim Abziehen der Stoffbahn erfassten Positionen der
Markierungspunkte an eine mehr oder weniger stark vorhandene Verzerrung
der Stoffbahn anzupassen. Dies kann z.B. erfolgen, indem die Abweichungen
der der vorgesehenen Schnittlinie benachbarten Markierungspunkte
von ihren Sollwerten erfasst und zur Korrektur der Position der
Schnittlinie herangezogen werden.
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Die Markierungspunkte können der
Platzierung der Schnittkontur dienen, indem Ankerpunkte der Schnittkontur
mit Markierungspunkten zur Deckung gebracht oder in vorgegebenen
Relativpositionen zu diesen platziert werden. Sie können aber auch
der Beeinflussung der Schnittkontur selbst dienen. Hierbei kann
durch mindestens zwei der erfassten realen Markierungspunkte ein
Gewebekoordinatensystem aufgespannt werden, das etwas verzerrt ist.
Wird die in einem vorgegebenen Koordinatensystem gegebene Schnittkontur
nun auf das Gewebekoordinatensystem umgerechnet, kann der Schnitt
an die Verzerrungen des Gewebes angepasst geführt werden.
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In einem einfachen Fall genügt es, eine
einachsige Streckung vorzunehmen. Es ist jedoch auch möglich, Dehnungen
in beiden Dimensionen des flächigen
Textilgebildes sowie Drehungen, zumindest um eine auf der Textilebene
senkrecht stehenden Achse, zu berücksichtigen. Bedarfsweise können Verzerrungen
berücksichtigt
werden. Im einfachsten Fall erfolgt die Umrechnung anhand einer
einzigen Koordinatentransformationsmatrix, die für den gesamten Stoffabschnitt
gilt. Sollen jedoch auch lediglich lokale Verzerrungen berücksichtigt
und ausgeglichen werden, kann jedem Markierungspunkt eine Koordinatentransformationstabelle
zugeordnet werden. Diese gilt dann lokal für den Markierungspunkte und
seine Umgebung. Es lassen sich mit diesem Verfahren sowohl isotrope
als auch nahezu beliebig anisotrope Streckungen des Textilgebildes
erfassen und ausgleichen. Die Umrechnung der Nominalschnittkontur
in die real durchzuführende
Schnittbahn kann in einem Prozessor erfolgen. Beispielsweise werden aus
einem Programmierplatz heraus die idealen Schnittkonturen (Nominalschnittkonturen)
vorgegeben und in die realen angepassten Konturen umgerechnet.
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Beim Legen der Stoffabschnitte in
mehreren Lagen übereinander
wird entweder ausgehend von der ersten gelegten Lage geprüft, ob die
Folgelage zu dieser ersten innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen.
Beispielsweise können
die Positionen der Markierungspunkte des ersten Stoffabschnitts
die Mitte der jeweiligen Toleranzfelder vorgeben.
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Bei einem verfeinerten Verfahren
wird das Toleranzfeld jedes Markierungspunkts dynamisch vorgegeben.
Dies kann erfolgen, indem bei jedem hinzuzufügenden Stoffabschnitt geprüft wird,
ob sich für
die Markierungspunkte der bereits aufgestapelten Stoffabschnitte
sowie für
die Markierungspunkte des noch hinzukommenden Stoffabschnitts Markierungspunkt-Sollpositionen
finden lassen, deren Toleranzfeld alle Markierungspunkte (die bereits
vorhandenen und die hinzukommenden) einschließt. Mit diesem Verfahren wird
ein vorzeitiger an sich unnötiger
Abbruch des Aufstapelvorgangs vermieden. Die Markierungspunkte des
Stoffabschnitts der ersten Lage können dann je nach Positionen
der Markierungen der Stoffabschnitte der Folgelagen auch Grenzlagen des
Toleranzbands einnehmen. In diesem Fall werden die zur Korrektur
vorhandener Stoffverzerrun gen erforderlichen komplementären Verzerrungen
der Schnittkontur so berechnet, dass sie für den gesamten Stapel von Stoffabschnitten
insgesamt optimal liegen.
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Es ist möglich, für jeden Markierungspunkte individuelle
Toleranzgrenzen festzulegen. Insbesondere ist es möglich, solche
Markierungspunkte mit engen Toleranzgrenzen zu versehen, die an
in Bezug auf die Schnittkonturen kritischen Stellen liegen. Insbesondere
sind Markierungspunkte, die einen relativ großen Abstand zu der Schnittkontur
haben, weniger kritisch als Markierungspunkte, die in unmittelbarer Nachbarschaft
der Schnittkontur liegen. Außerdem können Markierungspunkte,
die Ankerpunkte für
eine Schnittkontur bilden, d.h. an denen eine Schnittkontur festgemacht
wird, je nach Funktion des Zuschnitts für ein späteres Kleidungsstück oder
einen anderen Gegenstand unterschiedliche Bedeutung haben. Insoweit
können
auf der Schnittkontur Abschnitte mit unterschiedlichen Qualitätsanforderungen
festgelegt werden, die dann für
die betreffenden Markierungspunkte jeweils unterschiedliche Toleranzgrenzen
zur Folge haben.
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Die Schnittkonturen können Geometrieelemente
(Linie, Kreis, Bogen usw.) enthalten. Diese können an einzelnen Markierungspunkten
(bzw. Ankerpunkten) festgemacht werden. Es können dabei verschiedene Schnittkonturzüge unterschiedlichen Verzerrungsvorgängen unterworfen
werden. Dies gestattet eine Korrektur auch komplizierter Verzerrungen.
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Es ist vorteilhaft, die Stoffbahn
beim Abziehen einer konstanten Zugspannung auszusetzen. Dies schafft
definierte Verhältnisse.
Der dann frei ausgelegte Stoffabschnitt entspannt sich wieder. Mittels
bekannter Stoffparameter kann dann die Position, die er einnimmt,
berechnet werden.
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Bei einer Ausgestaltungsform der
Erfindung kann die Trägereinrichtung
eine für
den gesamten Stoffabschnitt und alle auf diesem befindlichen Schnittkonturzüge passende
Starrkörperbewegung ausführen, die
beispielsweise eine Verschiebung in X- oder Y-Richtung und/oder
eine Drehung um die Hochachse beinhaltet. Die Starrkörperbewegung kann
anhand der gemessenen Markierungspunkte bestimmt werden, um den
aufzunehmenden Stoffabschnitt innerhalb der Toleranzfelder zu positionieren. Alternativ
kann eine Transporteinrichtung, mit der der Stoffabschnitt auf die
Trägereinrichtung
positioniert wird, entsprechend gesteuert werden, um den Stoffabschnitt
in der Korrekturposition abzulegen, in der seine Markierungspunkte
in die Toleranzfelder treffen. Die Position der Markierungen ergibt
sich anhand der Position des Greiferwagens und den Abweichungen
der erfassten Markierungen aus einem vorprogrammierten Punkt des
Kamerasichtfelds.
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Weitere Einzelheiten ergeben sich
aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
Zuschneideanlage in schematisierter Darstellung,
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2 einen
Stoffabschnitt mit Verzerrungen in einer schematisierten Draufsicht
und
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3 einen
Stoffabschnitt mit mehreren Zuschnitten in schematisierter Draufsicht.
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Die in 1 veranschaulichte
Zuschneideanlage 1 dient der Herstellung von Stoffzuschnitten 2 aus
einem Stapel 3 gemusterter Stoffabschnitte 4. Die
Stoffabschnitte 4 sind von einem Ballen 5 zunächst als
Bahn 6 abgezogen und dann abgeschnitten.
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Wie 1 veranschaulicht,
gehört
zu der Zuschneideanlage 1 eine Halteeinrichtung zur Halterung
und drehbaren Lagerung des Ballens 7. Im Anschluss an die
Halteeinrichtung 7 ist ein Tisch 8 aufgestellt,
auf dem die Bahn 6 ausgelegt werden kann. Zwischen dem
Tisch 8 und der Halteeinrichtung 7 ist eine Schneideinrichtung 9 zum
Abtrennen eines Stoffabschnitts 4 von der Bahn 6 vorgesehen.
Die Schneideinrichtung 9 kann beispielsweise durch einen
Laserkopf 11 oder eine andere Vorrichtung zum Durchtrennen
des Stoffs vorgesehen sein. Der Laserkopf 11 ist beispielsweise
an einem Querträger 12 quer
zu der Bahn 6 beweglich gelagert. Soll der Schnitt nicht
nur quer zur Stoffbahn sondern auch schräg, s-förmig, wellig usw. geführt werden
können, kann
der Laserkopf 11 mit einer Schwenkeinrichtung versehen.
Alternativ kann der Querträger 12 über Schlitten
an Längsschienen 13, 14 gelagert
sein, um eine X-, Y-Bewegung ausführen zu können.
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Zum Abziehen der Bahn 6 von
dem Ballen 5 kann eine Greifereinrichtung 15 dienen,
zu der mehrere, beispielsweise an X-Linearstelleinrichtungen 16 gehaltene
Greifer 17 gehören.
Alle X-Linearstelleinrichtungen 16 können zusätzlich an einem Querträger 18 gehalten
sein, der bedarfsweise, wie in 1 schematisch
angedeutet ist, in X-Richtung verfahrbar gelagert sein kann. Damit
lässt sich
die vordere Kante der Bahn 6 individuell greifen und erfassen
und durch eine Bewegung des Querträgers 18 in X-Richtung lässt sich
die Stoffbahn von dem Ballen 5 abziehen.
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Der Tisch 8 wird von einem
Träger 19 überspannt,
an dem eine Kamera 21 oder auch mehrere Kameras oder sonstige
Inspektionseinrichtungen angeordnet sind. Der Träger 19 kann nahe an
der Halteeinrichtung 7 angeordnet sein, um die Bahn 6 beim Abziehen
von dem Ballen 5 zu erfassen. Es ist jedoch auch möglich, die
Kamera 21, wie veranschaulicht, oberhalb des Tischs 8 anzuordnen,
um die abgezogene Bahn 6 im Ganzen zu begutachten.
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Die Kamera 21 bildet eine
Erfassungseinrichtung 22 für auf der Bahn 6 vorgesehene
Markierungspunkte. Entsprechende Kamerabilder, bzw. Messdaten, werden
an eine Steuereinrichtung 23 geliefert, die die Zuschneideanlage 1 steuert.
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An den Tisch 8 schließt sich
eine Trägereinrichtung 24 an,
die der Aufnahme des Stapels 3 dient. Die Trägereinrichtung 24 wird
beispielsweise durch einen Schneidrost 25 gebildet, der
den Stapel 4 so aufnimmt, dass er von einem Laserstrahl
senkrecht zur Horizontalebene geschnitten werden kann.
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Zur Überführung der einzelnen Stoffabschnitte 4 auf
den Stapel 3 dient eine Transporteinrichtung 26,
die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch
die Greifereinrichtung 15 gebildet sein kann. Entsprechende,
in X-Richtung verlaufende Schienen 27, 28 führen den
Querträger 18 in
X-Richtung verschiebbar und erstrecken sich von dem Tisch 8 bis
zu dem Schneidrost 25.
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Das Schneidrost 25 ist seinerseits
auf Schienenabschnitten gelagert, die von einer Positioniereinrichtung 29 in
X-Richtung und in Y-Richtung linear verstellt und bedarfsweise um
eine Hochachse Z geschwenkt werden können. An diese Schienenabschnitte
schließen
sich Schienen 31, 32 an, die in eine Laserschneidmaschine 33 und
durch diese hindurch führen.
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Die insoweit beschriebene Zuschneideanlage 1 arbeitet
wie folgt:
Die Steuereinrichtung 23 verfügt über einen
Datensatz, der eine oder mehrere Schnittkonturen S eines Stoffzuschnitts 2 beschreibt,
wie es in 2 veranschaulicht
ist. Außerdem
verfügt
die Steuereinrichtung 23 über mehrere Markierungspunkte
P(i, j). Die Schnittkontur S ist in Bezug auf die Markierungspunkte
P(i, j) festgelegt. Die Markierungspunkte P(i, j) dienen somit gewissermaßen als
Ankerpunkte. Sie können
auf der Schnittkontur S liegen oder alternativ in einem regelmäßigen oder
unregelmäßigen Raster festgelegt
sein.
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Zunächst ziehen nun die Greifer 17 eine Stoffbahn 6 von
dem Ballen 5 ab. Die Kamera 21 erfasst dabei die
in das Blickfeld geratende Stoffbahn und sucht in dem vorhandenen
Muster die Markierungspunkte P(i, j). In der Regel liegen nicht
alle Markierungspunkte dort wo sie liegen sollen. Es ergibt sich
somit eine Abweichung V(i, j) zwischen dem tatsächlichen Markierungspunkt Pist(i, j) und dem gewünschten Markierungspunkt Psoll(i, j). Die Abweichungen V(i, j) bilden
somit gemäß der Veranschaulichung
nach 2 ein Vektorfeld
für die
Verzerrung der Stoffbahn bzw. des Stoffabschnitts 4.
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Zunächst ist nun die Trennlinie
T festzulegen, bei der der Stoffabschnitt 4 von der Stoffbahn 6 abzuschneiden
ist. Dazu wird angenommen, dass die gewünschte Trennlinie T, die in 2 vertikal und gestrichelt
veranschaulicht ist, durch Markierungspunkte P(n, k), P(n, 0) geht.
Hier sind die Verzerrungsvektoren V(n, k) und V(n, 0) zu ver zeichnen. Um
die Länge
und die Richtung dieser Vektoren wird nun die tatsächliche
Trennlinie T gegen die ursprünglich
eingestellte, gestrichelt dargestellte Trennlinie T verschoben.
Dies wird erreicht, indem zu den entsprechenden Ansteuerdaten die
Vektoren V(n, j) (j geht von 0 bis k) addiert werden. Es wird der
in 2 mit dicken Linien
gezeichnete Stoffzuschnitt erhalten. Die gleiche Vorgehensweise
wird angewendet, wenn die Trennlinie T keine Gerade ist. Für die Festlegung der
Trennlinie T genügen
zwei Markierungspunkte bzw. zwei Verzerrungsvektoren, wenn die Trennlinie T
eine Gerade ist.
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Ist der Stoffabschnitt 4 von
der Bahn 6 abgetrennt, muss er auf das Schneidrost 25 überführt werden.
Dazu ergreifen die Greifer 17 (1) den Stoffrand und transportieren den
Stoffabschnitt 4 auf den Trägerrost 25.
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Hier wird der Stoffabschnitt 4 abgelegt
und es wird, wie oben beschrieben, ein nächster Stoffabschnitt von der
Bahn 6 abgetrennt.
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Das nächste anstehende Problem ist,
den zweiten Stoffabschnitt, der nun auf dem Tisch 8 liegt, so
auf den vorhandenen Stoffabschnitt 4 des Trägerrosts 5 abzulegen,
dass die Markierungspunkte P(i, j) möglichst genau übereinander
finden. Weicht das die Verzerrungen beschreibende Vektorfeld V(i,
j) des aktuellen Stoffzuschnitts 4, der auf dem Tisch 8 liegt, nicht
zu sehr von dem Verzerrungsvektorfeld V(i, j) des Zuschnitts 4 auf
dem Trägerrost
ab, kann der neue Zuschnitt 4 einfach auf dem alten Zuschnitt
abgelegt werden, wobei die Markierungspunkte P(i, j) übereinander
finden. In vielen Fällen
ist die Verzerrung jedoch bei unterschiedlichen Stoffabschnitten 4 nicht
gleich sondern unterschiedlich. Die Steuereinrichtung 23 berechnet
nun dazu die Position, in der der neue Stoffabschnitt 4 so
auf dem alten Stoffabschnitt 4 abzulegen ist, dass die
Markierungspunkte P(i, j) möglichst
genau übereinander
finden. Im Einzelnen kann dies beispielsweise erfolgen, indem eine mittlere
Verzerrung für
den Stoffzuschnitt 4 nach Betrag und Richtung errechnet
und danach der Unterschied zwischen dieser Verzerrung und der entsprechenden
Verzerrung des vorigen Stoffabschnitts berechnet wird. Dieser Unterschied
wird bei der Ablage dieses Stoffabschnitts auf dem vorherigen Stoffabschnitt
komplementär
berücksichtigt
und somit kompensiert. Auf diese Weise kann nach und nach ein Stapel
aus vielen Stoffabschnitten aufgebaut werden. Dabei finden die einzelnen
Markierungspunkte einigermaßen
genau übereinander.
Der Durchschnitt aller übereinander
liegenden Markierungspunkte P(i, j) der Stoffzuschnitte bildet nun
einen Stapelmarkierungspunkt. Alle Stapelmarkierungspunkte kennzeichnen
in ihrer Gesamtheit die mittlere Verzerrung der in dem Stapel aufgestapelten
Stoffzuschnitte 4.
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Die Steuereinrichtung 23 kann
nun anhand der Stapelmarkierungspunkte eine Korrektur der Schnittkontur
S vornehmen. Dazu wird auf 2 verwiesen.
Wenn die Punkte P(i, j) nunmehr Stapelmarkierungspunkte darstellen,
wird die Schnittkontur S entsprechend der mittleren Verzerrung der
Stoffzuschnitte 4 ebenfalls verzerrt. Die verzerrte und
somit korrigierte Schnittkontur S' ist in 2 gestrichelt veranschaulicht.
Zusammenfassend kann ein Beispiel für eine Vorgehensweise für den kollektiven
Zuschnitt von gemustertem Stoff wie folgt angegeben werden:
- 1. Stoffrand greifen und Stoffbahn abziehen
/ Stoff auslegen
- 2. Stoff inspizieren, Markierungspunkte P(i, j) erfassen, Koordinaten
xstoff, ystoff in
einem Mess-Koordinatensystem bestimmen
- 3. Feld der Verzerrungsvektoren V(i, j) aus den Differenzen
der Ist-Positionen xstoff, ystoff und
der Soll-Positionen xstoff, ystoff der
Markierungspunkte P (i, j) bestimmen
- 4. Umrechnen der Koordinaten der gewünschten Trennlinie entsprechend
den der Schnittkontur benachbarten Verzerrungsvektoren V(i, j) in
korrigierte Schnittkoordinaten zur Bestimmung der korrigierten Trennlinie
T
- 5. Abschneiden des Stoffabschnitts
- 6. Bestimmung der Transformationsmatrix für jeden Markierungspunkt P(i,
j) zur Umrechnung der tatsächlichen
Koordinaten xi, yj des
Markierungspunkts in die Sollkordinaten des jeweiligen Markierungspunkts
P(i, j)
- 7. Bestimmung einer gemittelten Transformationsmatrix aus den
Transformationsmatritzen der (aller) Markierungspunkte z.B. nach
der Methode des kleinsten Fehlerquadrats
- 8. Überführen des
Stoffabschnitts auf den Schneidrost
- 9. Durchführen
der Schritte 1 bis 7 an dem nächsten
Stoffabschnitt
- 10. Bestimmung der Abweichungen der Markierungspunkte von ihren
Sollpositionen,
a) Wenn Abweichungen gering – Fortsetzung
mit Ziff 8.
b) Wenn Abweichungen zu groß – Bestimmung einer Korrekturmatrix
aus der Differenz der beiden Transformationsmatrizen und Überführung des Schneidrosts
in eine Korrekturposition sowie Ablage des Abschnitts auf dem in
Korrekturposition befindlichen Schneidrost. Dann weiter mit Ziff.
9.
c) Wenn Abweichungen so groß oder so beschaffen, dass
keine Korrekturposition möglich – Überführung des
Schneidrosts in die Schneidmaschine und Ablage des Stoffabschnitts
auf einem leeren Schneidrost. Weiter mit Ziff. 9.
- 11. Anpassen der vorgegebenen Schnittkontur für den Stoffzuschnitt
in der Schneidmaschine an die in dem Stapel der Stoffabschnitte
vorhandenen mittlere Verzerrungen anhand der gemittelten Transformationsmatrizen,
indem diese zur Bildung einer Gesamtverzerrungsmatrix gemittelt werden.
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Die erfindungsgemäße Zuschneideanlage 1 ist
dazu eingerichtet, gemusterte Stoffabschnitte unter Berücksichtigung
individueller Verzerrungen einzelner Stoffabschnitte so aufzustapeln,
dass die Muster der einzelnen Stoffabschnitte und insbesondere die
Positionen von vorgegebenen Markierungspunkten der Stoffabschnitte
weitgehend genau übereinander
finden. Dies wird durch individuelle Erfassung der einzelnen Verzerrungen
der Stoffabschnitte und Aufstapelung unter Berücksichtigung dieser Verzerrungen
ermöglicht.
Die somit lagerichtig übereinander positionierten
Stoffabschnitte können
als Gruppe zugeschnitten werden. Dazu wird zunächst die im Stapel vorhandene
mittlere Verzerrung ermittelt. Die Kontur des Zuschnitts wird an
diese Verzerrung angepasst. Wenn die Verzerrung eines einzelnen
Zuschnitts eine Qualität
oder ein Maß erreicht,
das so groß ist,
dass der betreffende Zuschnitt in keiner Position auf den vorhandenen
Stapel aufgelegt werden kann, wird der Stapelvorgang beendet und
der betreffende Zuschnitt als erste Lage eines neu aufzubauenden
Stapels genommen.
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Mit dieser Anlage bzw. diesem Verfahren
lassen sich gemusterte Stoffe mit höchster Produktivität zuschneiden.
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In ihrer einfachsten Konfiguration
beobachtet die erfindungsgemäße Zuschneideanlage
die Stoffabschnitte und erkennt anhand von vorhandenen Markierungspunkten
die Verzerrung. Liegen die Verzerrungen in dem gleichen Bereich
wie die Verzerrungen der zuvor bereits auf einem Stapel aufgestapelten
Abschnitte kann auch der aktuelle Abschnitt auf diesem Stapel abgelegt
werden. Sind die Abweichungen jedoch zu groß wird der entstandene Stapel in
die Zuschneideanlage gefahren und der aktuelle Abschnitt bildet
die erste Lage eines neuen Stapels.
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In 3 ist
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch veranschaulicht. Aus dem Stoffabschnitt 4 sollen mehrere
Stoffzuschnitte 2-1, 2-2 und 2-3 herausgeschnitten
werden. Die betreffenden Konturen bilden einen ersten Satz von Geometrieelementen
in jedem Stoffzuschnitt 2-1, 2-2, 2-3 soll ein Ausschnitt
A-1, A-2, A-3 vorgesehen werden. Die Ausschnitte A-1, A-2, A-3 bilden
einen zweiten Satz von Geometrieelementen. Über die Fläche des Stoffabschnitts 4 sind Markierungspunkte 1.1 bis 3.3 verteilt.
Die Punkte 1.1 bis 1.4 können ein erstes Koordinatensystem
für den Zuschnitt 2-1 bilden.
Für den
Ausschnitt A-1 können die
Markierungspunkte 1.1 und 1.4 ein entsprechendes
Koordinatensystem stellen. Entsprechendes gilt für die Zuschnitte 2-2 und 2-3.
Es ist darüber
hinaus möglich,
z.B. zur Festlegung aller drei Zuschnitte 2-1, 2-2, 2-3 ein
Gesamt-Koordinatensystem über alle Punkte 1.1 bis 3.3 zu
definieren. Bei allen vorgenannten Varianten können die Toleranzbänder für unterschiedliche
Geometrieelemente unterschiedlich festgelegt werden. Außerdem kann
die Toleranzbandgenerierung adaptiv erfolgen, so dass die Anpassung der
Größe der Toleranzbänder an
aktuelle Prozessgegebenheiten oder an äußere Einflüsse ist.