CN110291543A - 划分柔性片材中待切割的部件的预定排布的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种划分柔性片材中待切割的部件的预定排布(P)的方法，所述切割通过沿两个方向(X、Y)在至少两个不同且确定的切割窗口中移动至少一个切割工具来进行，材料沿着所述切割窗口连续前进，其中，从材料中部件的预定排布出发，该方法包括通过将每个部件根据其几何排布分配给唯一的部件组而自动创建彼此不同的部件组(G‑1至G‑m)，每个部件组与同一切割工具(O‑1至O‑k)和同一切割窗口(F‑1至F‑l)关联以用于切割，以及在不同的部件组之间施加间隔。

Description

划分柔性片材中待切割的部件的预定排布的方法

技术领域

本发明涉及一种划分柔性片材中待切割的部件的预定排布的方法。

背景技术

本发明的应用领域尤其是包括工作台的切割机，在所述工作台上通过沿两个方向相对于材料移动一个或多个切割工具来进行部件的切割。材料的连续部分被带入切割工具的工作区域中。

对于用于在服装、家具、汽车等工业中切割织物、毛毡、皮革或其他柔性片材的数控切割机尤其如此。

利用这种切割机，遵循预定的排布对部件进行切割，该预定的排布被限定为使材料损失最小化。为了限制这些切割机的体积，每个切割工具在其中工作的切割窗口(或工作区域)的尺寸通常小于完整的排布的尺寸。因此，为了切割一个排布的部件的整体，需要控制材料的间歇前进，以便将材料的新的部分带入切割窗口中，材料的前进与切割工具的移动分开控制。

在安全气囊生产领域中，制造商通常需要切割只由小的部件组成的排布，这些排布经过优化以最大限度地减少损失，同时具有尽可能高的切割速度。实际上，这些排布被很有规律地切割，并且排布的优化的任何变化都意味着对材料消耗的不可忽视的影响，从而影响这些部件的总生产成本。

为此目的，这种类型的排布通常由包括至少两个切割工具的切割机进行切割。这些切割工具在切割窗口中并行工作，所述切割窗口覆盖排布的整个宽度但仅覆盖排布的长度的一部分，这需要在切割部件时控制材料的逐渐地前进。

在实践中，在排布的切割期间，特别是在由相同切割工具连续切割的排布的多组部件之间的边界区域中，出现反复出现的问题。实际上，可能会出现当切割工具进行一个部件的切割时，相邻部件组的部件已经被切割了。然而，在这种情况下，由于待切割的部件非常接近已切割的部件，在切割期间施加的通常允许将材料保持在工作台上的材料的抽吸效果在待切割的部件的周围处大大减小。结果，待切割的部件不再能够在工作台上得到很好的保持，因此切割工具在其移动过程中趋于带走材料。这经常会导致这些部件的切割缺陷。

为了解决这个问题，在部件的优化排布的每个部件之间增加间距(即围绕每个部件的边缘)的解决方案并不完全令人满意。通过使用这个功能，部件的连续切割产生比没有间距的情况大得多的材料骨架，这提高了材料的抽吸效果，即使在大部分部件已被切割的区域中亦是如此。因此可以避免切割缺陷。另一方面，这些间距的增加导致材料的损失，这对于这种类型的其中部件的数量高的排布来说可能是很显著的(部件的数量越高，由于增加边缘而损失的空间将成比例地越大)。然而，如上所述，在保持高切割速度的同时优化损失对于使用这种类型的排布的制造商来说是关键问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的是通过提出划分部件的预定排布来克服这些缺点，以避免敏感区域中的切割缺陷而不降低排布效率。

根据本发明，该目的通过一种在柔性片材中划分待切割的部件的预定排布的方法来实现，所述切割通过沿两个方向在至少两个不同且确定的切割窗口中移动至少一个切割工具来进行，材料沿着所述切割窗口连续前进，其中，从材料中的部件的预定排布出发，该方法包括通过将每个部件根据其几何排布分配给唯一的部件组而自动创建彼此不同的部件组，每个部件组与同一切割工具和同一切割窗口关联以用于切割，以及在不同的部件组之间施加间隔。

根据本发明的方法的值得注意之处在于，从优化的部件排布出发，提出将排布的每个部件分配给一个部件组，所述部件组与同一切割工具并与同一切割窗口关联以用于切割所述部件。从这些部件组出发，根据本发明的方法提出在如此构成的不同组之间增加间隔。这样，根据本发明的方法仅在识别出产生部件切割缺陷的风险的地方的部件组之间增加间隔。以这种方式，根据本发明的方法使得可以避免切割缺陷，同时限制预定排布的效率损失。

对于排布的每个部件，自动创建部件组的步骤可以包括根据所述部件沿着材料的横向相对于材料的前进方向所取的横向位置，将所述部件分配给切割工具之一；和

如果部件所分配的切割工具先前已与预定义的一工件组关联，则将围绕该组的全体部件并添加了所述部件的矩形的沿着材料前进方向测量的长度与切割窗口的长度进行比较；

如果所述矩形的长度小于切割窗口的长度，则将所述部件分配给预定义的部件组；

如果所述矩形的长度大于或等于切割窗口的长度，或者如果部件所分配的切割工具先前未与任何预定义的部件组关联，则创建与所述切割工具以及新的切割窗口关联的新的部件组并将所述部件分配给所述新的部件组。

在这种情况下，将部件分配给切割工具之一可以包括：根据用于切割部件的不同切割工具的数量来在划分的宽度方向上划分部件的排布，排布的划分得到具有相同宽度并且分别与一个唯一的切割工具关联的相邻的排布区域，并且将所述排布的每个部件根据所述部件的横向位置分配给排布区域的一个排布区域。

另外，在将排布的每个部件分配给排布区域的一个排布区域之前，优选地根据沿着材料前进方向所取的所述部件的纵向位置按升序对这些部件进行分类。

同样，部件的横向位置可以对应于围绕所述部件的较小尺寸矩形的几何中心的位置。

优选地，在不同部件组之间施加间隔的步骤包括对同一部件组的每个部件按照材料前进方向施加相同的纵向移位并按照横向于材料前进方向的方向施加相同的横向移位。

在这种情况下，施加到同一组的每个部件的纵向移位可以取决于该部件组所关联的切割窗口和切割工具。

同样优选地，该方法还包括在不同部件组之间施加间隔的步骤之后自动识别不同部件组的部件之间可能的重叠区域并校正这些重叠区域。

材料中部件的预定排布有利地对应于为了使材料损失最小化而自动计算的优化排布。

本发明还涉及如上定义的方法用于划分材料中待切割的用于安全气囊的加强部件的预定排布的用途。

本发明还涉及一种计算机程序，其包括用于执行如上定义的用于划分部件的预定排布的方法的步骤的指令。

本发明还涉及一种计算机可读的信息载体，其包括如上所述的计算机程序的指令。所述信息载体可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，所述载体可以包括存储装置，例如只读存储器(ROM)，例如光盘只读存储器(CD ROM)或微电子电路ROM，或磁记录装置，例如软盘或硬盘。

另一方面，所述信息载体可以是可传输载体，如电信号或光信号，其可以通过电缆或光缆、通过无线电或其他方式传送。根据本发明的程序尤其可以从因特网类型的网络下载。或者，所述信息载体可以是其中结合了程序的集成电路，该电路适于执行或用于执行所讨论的方法。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从下面参考附图所做的描述中显现，附图示出了完全非限制性的实施例。在图中：

图1是示出根据本发明的划分方法所应用的部件的优化排布的示例的示意图；

图2是说明根据本发明的划分方法的主要步骤的流程图；

图3是示出根据本发明的划分方法的一个步骤的实现方式的视图；

图4是示出根据本发明的划分方法应用于图1的优化排布的示意图；

图5是图4的放大图；并且

图6A和6B示出在操作员进行干预以消除排布的部件之间的任何重叠之前和之后的根据本发明的划分方法的另一个应用示例。

具体实施方式

本发明适用于柔性片材中待被数控切割机切割的部件的排布，所述切割机包括工作台，在所述工作台上进行所述部件的切割。

以本身已知的方式，这些切割机的工作台包括容纳在箱中的环形输送机的上表面，在所述箱的内部可以根据本领域技术人员公知的技术建立负压。将柔性片材送到环形输送机上，该输送机支撑并沿着工作台以连续方式带动材料。通过控制输送机的驱动马达来执行材料在工作台上沿纵向X的前进。

所述装置还包括切割***，所述切割***包括一个或多个切割工具，所述切割工具可以沿着输送机的纵向X和沿着垂直于方向X的横向Y水平地移动。这些切割工具各自在一个工作区域上移动，下文称为“切割窗口”，材料的连续部分通过输送机的带动被带入这些切割窗口中。

这些机器的切割***是数字控制的，也就是说它是由计算机工作站控制的。用于切割部件的切割工具的移动控制来自存储在工作站的存储器中的部件的预定排布。

通常，部件的预定排布是含有切割工具的控制指令的数字文件。该预定排布由操作员(或通过软件自动地)根据部件的几何轮廓制定，这特别是为了使材料损失最小化并优化切割速度。

例如，图1表示用于切割多个小尺寸的相同的部件(n个部件)的这种优化的排布的示例，这里是用于安全气囊的增强件。

在该图1中注意到，n个部件[p-1、p-2、p-i...p-n]的排布P是紧凑的(这些部件彼此非常接近)并且被组织以优化效率(全部部件沿Y轴线布置成平行线并以相同方式定向)。

从这样的预定排布P出发，本发明提出一种用于获得已划分的排布P′的方法，在所述排布P′中待切割的部件根据它们在排布中的几何位置自动分组成m个不同的部件组[G-1、G-2、...G-h、...G-m]，这些组各自与同一切割工具[O-1、O-2、...O-j、...O-k]以及同一切割窗口[F-1、F-2、...F-i、...F-l]相关联。这样创建的部件组然后彼此间隔开。

图2示出根据本发明一个实施方案的划分方法的不同步骤。在该实施方案中，划分方法呈现为在工作站配备的软件中的由操作员输入的以下输入数据实现的算法的形式：包含排布P的数字文件，用于切割所述排布的切割机的切割工具的数量，以及切割窗口的长度(全部切割窗口F-1至F-l具有相同的长度)。

根据该方法的第一步骤S1，预定排布P的全部部件p-1至p-n根据沿着材料在切割台上前进的纵向X所取的所述部件在所述排布中的纵向位置按递增顺序进行分类。

更确切地说，对于排布的每个部件p-i，计算围绕框B-i，围绕框B-i是可以包含所述部件的最小矩形(参见图3)。然后，排布的全部部件按照与它们关联的围绕框B-i的最小横坐标Xmin的升序分类。

然后将排布的部件根据它们的分类一个接一个地取出，以根据对步骤S2至S7将它们分配给一组部件，所述步骤S2至S7对于全部部件重复(执行)。

在步骤S2中，将每个部件p-i根据其横向位置、即其沿横向Y所取的位置分配给切割工具O-i。

更确切地说，为了确定部件p-i的横向位置，取与该部件相关联的围绕框B-i的几何中心的纵坐标Yc。

在实践中，如果切割机仅具有一个切割工具，则所述排布的全部部件当然将分配给该唯一的切割工具。

如果机器具有多于一个切割工具O-j，则将切割台的宽度分成与切割工具一样多的排布区域，这些排布区域的宽度相同并且分别关联到切割工具之一。因此，根据与每个部件关联的围绕框B-i的几何中心的纵坐标Yc，可以推断该部件被分配给哪个切割工具O-j。

下一步骤S3在于确定分配给部件p-i的切割工具O-j是否先前已经与一组部件G-h相关联。

如果是，该方法提出在步骤S4期间计算围绕所考虑的组的全部部件并且增加了所述部件的矩形H沿着材料的前进方向X所取的长度L。

图3表示对于部件p-j计算这样的长度L的示例。在该图中特别示出了矩形K-j，其围绕与切割工具相关联的部件组G-j的全部部件。由附图标记H-j标识的矩形对应于延伸到部件p-j的矩形K-j。在该示例中，矩形K-j的长度L与仅围绕(部件)组G-j的一部分部件的矩形H-j的长度相同。

将这样计算的长度L与先前与部件组G-h相关联的切割窗口F-i的长度L′进行比较，该长度L′是由操作者输入的数据之一。

如果围绕所考虑的组的全部部件并且添加了所述部件的矩形的长度L小于切割窗口F-i的长度L′，则将所考虑的部件被分配给与切割工具O-j相关联的部件组G-h(步骤S5)。

相反，如果围绕所考虑的组的全部部件并且添加了所述部件的矩形的长度L大于或等于切割窗口F-i的长度L′，则所考虑的部件不被分配给与切割工具O-j关联的部件组G-h。

在这种情况下，创建与组G-h不同的一个新的部件组G-h+1，此新的部件组与切割工具O-j和新的切割窗口F-i+1相关联(步骤S6)。实际上，新的切割窗口F-i+1是相对于先前定义的切割窗口F-i朝着增加的横坐标纵向移位的切割窗口。

然后将使得长度L大于或等于长度L'的部件p-i分配给该新的部件组G-h+1(步骤S7)。

对于排布P的全部n个部件p-1至p-n重复步骤S2到S7。

一旦全部部件已分配给m个部件组G-1至G-m中的一个，则根据本发明的方法提出在不同的部件组G-1至G-m之间施加间隔(步骤S8)。

更确切地说，在不同部件组之间施加间隔的这一步骤包括对同一部件组G-h的每个部件p-i施加相同的纵向移位DX(也就是说沿着材料的前进方向X)和相同的横向移位DY(也就是说沿着横向Y)。

图4示出了施加这种间隔的示例。在该图中示出了4个部件组G-1、G-2、G-3和G-4，部件组G-1和G-3与相同的切割工具O-1和两个不同的切割窗口F-1、F-2相关联，而部件组G-2和G-4与另一个切割工具O-2和同样的两个切割窗口F-1、F-2相关联。在实施上述步骤S2至S7后形成这些部件组G-1至G-4。

如在图5中更精确地表示，然后在这4个部件组G-1至G-4之间施加间隔DX和DY。

在实践中，施加于同一组件组的每个部件的纵向移位DX和横向DY移位取决于该部件组所关联的切割窗口和切割工具：部件组G-1的部件未经历任何纵向移位和横向移位；部件组G-2的部件只经历了相同的横向移位DY；部件组G-3的部件只经历了相同的纵向移位DX；并且部件组G-4的部件同时经历了相同的纵向移位DX和相同的横向移位DY。

一旦已在不同的组件组G-1至G-m之间施加了移动，就记录包含尤其是部件的新的几何坐标的数字文件以供切割机使用。

图6A和6B示出了根据本发明的划分方法的另一实施例。

在该示例中，划分的排布Q'的部件q具有与上述排布P的部件不同的几何形状。由于这种特殊的几何形状，通过根据本发明的方法实现的划分的结果可能导致位于相邻的两个部件组之间的边界处的部件之间的重叠。这些重叠在图6A中以附图标记Ch标识。

在这种情况下，计算机站的软件使得可以自动识别这些部件之间的这些重叠区域并且将它们以可视的方式告知操作员。于是，操作员将能够手动干预以将相关部件分配给与算法分配的部件组不同的另一个部件组，以便向这些部件施加移动，该移动使得可以避免与相邻部件的任何重叠。

例如，如图6B所示，操作员将把(先前分配给部件组G-k的)部件q-i和q-j分配给相邻的部件组G-1。同样，先前分配给部件组G-m的部件q-k将被分配给部分组G-n，并且先前分配给部分组G-m的部件q-1将被分配给部件组G-l。

这些部件q-i到q-l向其他部件组的重新分配将自动引起所述部件的移动，从而可以使与相邻部件的任何重叠消失。

Claims (12)

1.一种划分柔性片材中待切割的部件(p-1至p-n)的预定排布(P)的方法，所述切割通过沿两个方向(X、Y)在至少两个不同且确定的切割窗口中移动至少一个切割工具来进行，材料沿着所述切割窗口连续前进，其中，从所述材料中的部件的预定排布出发，该方法包括：

通过将每个部件根据所述部件的几何排布分配给唯一的部件组而自动创建彼此不同的部件组(G-1至G-m)，每个部件组与同一切割工具(O-1至O-k)和同一切割窗口(F-1至F-l)关联以用于切割，以及

在不同的部件组之间施加间隔(DX、DY)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于排布的每个部件(p-i)，自动创建部件组的步骤包括根据所述部件沿着材料相对于材料前进方向(X)的横向(Y)所取的横向位置，将所述部件分配给切割工具(O-j)中的一个切割工具；和

如果部件所分配的切割工具先前已与预定义的一个工件组(G-h)相关联，则将围绕该组的全体部件并添加了所述部件的矩形的沿着材料前进方向测量的长度(L)与切割窗口(F-i)的长度进行比较；

如果所述矩形的长度小于切割窗口的长度，则将所述部件分配给预定义的部件组(G-h)；

如果所述矩形的长度大于或等于切割窗口的长度，或者如果部件所分配的切割工具先前未与任何预定义的部件组相关联，则创建与所述切割工具以及新的切割窗口(F-i+1)关联的新的部件组(G-h+1)并将所述部件分配给所述新的部件组。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述部件分配给切割工具中的一个切割工具的包括：

根据用于切割部件的不同切割工具的数量来在划分的宽度方向上划分部件的排布，所述排布的划分导致具有相同宽度并且分别与一个唯一的切割工具关联的相邻的排布区域，并且

将所述排布的每个部件根据所述部件的横向位置分配给排布区域中的一个排布区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在将所述排布的每个部件分配给排布区域中的一个排布区域之前，根据沿着材料前进方向所取的所述部件的纵向位置(Xmin)按升序对这些部件进行分类。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，部件的横向位置(Yc)对应于围绕所述部件的较小尺寸矩形(B-i)的几何中心的位置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在不同部件组之间施加间隔的步骤包括对同一部件组的每个部件按照材料前进方向施加相同的纵向移位(DX)和按照横向于材料前进方向的方向施加相同的横向移位(DY)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，施加到同一组的每个部件的纵向移位取决于所述部件组所关联的切割窗口和切割工具。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，还包括在不同部件组之间施加间隔的步骤之后自动识别不同部件组的部件之间可能的重叠区域(Ch)并校正这些重叠区域。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，材料中部件的预定排布对应于为了使材料损失最小化而自动计算的优化排布。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法用于划分材料中待切割的用于安全气囊的加强部件的预定排布的用途。

11.一种计算机程序，包括用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的用于划分部件的预定排布的方法的步骤的指令。

12.一种计算机可读的记录载体，在所述记录载体上记录有计算机程序，所述计算机程序包括用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的用于划分部件的预定排布的方法的步骤的指令。