DE19514363A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Schneidegut - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Schneidegut

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Bearbeitung von Schneidegut, wie z. B. Textilien, Leder, technischen Geweben usw. insbesondere zur Verschachte­ lung der Schnittmuster vor dem automatischen Schneidevorgang unter Berücksichti­ gung evtl. Fehlerstellen usw. auf der Oberfläche eines gegebenenfalls auch besonders großflächigen Schneidegutes, wobei die Schnittmuster als Konturen des Schneidegu­ tes nach Erstellung in einem CAD-System oder dergl. in einem Rechenwerk gespei­ chert und von dort abrufbar und mittels einer Steuereinrichtung auf dem Schneidegut positionierbar und deren endgültige Positionierung der Schneideeinrichtung übermittel­ bar sind.
So ist beispielsweise jede Lederhaut, aus der Formen zur Erstellung von Echtlederpro­ dukten (Schuhe, Taschen, Polstermöbel, Bekleidung etc.) geschnitten werden, ein Einzelstück mit qualitativ unterschiedlichen Zonen, Fehlern, Knoten und Farbabweich­ ungen. Ähnliches gilt für Textilien etc. insbesondere dann, wenn sie Muster aufwei­ sen.
Die Schnittmuster werden dabei bisher meistens in Form von Stanzeisen oder Scha­ blonen händisch so auf der Lederhaut oder dergl. plaziert, daß, unter Berücksichtigung aller Materialeigenschaften (Fehler, Farbabweichungen, Verdickungen, etc.), die höchst-mögliche Materialausnutzung gewährleistet wird. Anschließend werden die Formen entweder mit einem Ziehmesser von Hand ausgeschnitten oder bei der Verwendung von Stanzeisen ausgestanzt, automatische Schneideeinrichtungen, wie insbesondere sogen. Cutter können bei einem solchen Arbeitsverfahren nicht einge­ setzt werden.
Für die Durchführung dieser Vorbereitungsarbeiten ist, um die notwendige Qualität und Materialoptimierung zu erzielen, ein erfahrener Lederzuschneider Voraussetzung. Ein Großteil des Arbeitsaufwandes und der erforderlichen Zeit wird dabei von schwer­ er handwerklicher Tätigkeit in Anspruch genommen. So ist u. a. das Plazieren der Schablonen und Stanzeisen, Stanzen, Schneiden mit Ziehmesser sehr arbeitsaufwen­ dig und wenig effektiv. Der Einsatz von Stanzeisen ist aber nur dann sinnvoll, wenn lange Modellzyklen einen möglichst langen Einsatz der gleichen Stanzeisen ermögli­ chen, da diese außerdem sehr teuer sind. Der hohe wirtschaftliche Aufwand dafür von etwa DM 250 000,- und mehr pro Jahr für Herstellung und Pflege solcher Werkzeuge rechtfertigt deren Einsatz jedoch nicht bei kurzen Modellzyklen. Darüberhinaus ist die Handhabung der Stanzeisen zeit- und vor allem auch kraftintensiv. Arbeitsausfälle und Gesundheitsbeeinträchtigungen des Personals sind zusätzliche Begleiterscheinungen des Hantierens mit derartigen Werkzeugen.
Aus der OE-PS E 33 746 B (EP 01 65 890) geht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur wechselwirkenden Anordnung von Schnittmustern auf einer Unterlage für das Zeichnen und/oder das Zuschneiden hervor, bei dem in einem Arbeitsspeicher die Koordinaten diverser zuzuschneidender Schablonen usw. gespeichert sind und auf einem Monitor angezeigt werden, von dem sie direkt mittels einer Videoprojektionsein­ richtung auf das zuzuschneidende Schneidegut, das auf einer Unterlage aufliegt, proji­ ziert werden. Diese Schablonen können über die Videoprojektionseinrichtung über eine mit dem Rechner verbundene Steuereinrichtung auf dem Monitor bewegt werden und, bis deren endgültige Lage erreicht ist, was auf dem Monitor angezeigt wird. Ist die Verschachtelung der Konturen fertig, wird der Schneidevorgang ausgelöst.
Ein solches Verfahren ist ausschließlich für kleine Schablonen, also kleine Muster geeignet, da deren Größe durch die Abmessungen des Bildschirms des Monitors be­ grenzt wird. Eine Vergrößerung ist nicht möglich, weil die Zeilenauflösung des Video­ projektors zusätzlich zu Unschärfen führt. Somit sind die Konturen der Schnittmuster auf der Lederhaut oder dergl. nicht mehr zu erkennen.
Ein ähnliches Verfahren und eine Vorrichtung zur Optimierung des Materialzuschnitts wurde auch mit der DE-PS 36 27 110 offenbart, das sich ebenfalls eines Rechners und eines Monitors zur Anzeige der zu schneidenden Konturen bedient, wobei die zu schneidenden Konturen dort entsprechend den Fehlerstellen des zu schneidenden Gutes positioniert und von einer lichtstarken elektronischen Projektionsvorrichtung, im Vergleich zum Monitorbild, auf Originalgröße vergrößert auf das Schneidegut projiziert werden und, nach dem Positionieren, die Gesamtfläche des erreichbaren Zuschnittes berechnet und ins Verhältnis zur Fläche des zu schneidenden Gutes gesetzt wird. Der automatische Zuschnitt erfolgt dann erst bei Erreichen eines bestimmten Ausnut­ zungsgrades.
Auch dieser Lösungsvorschlag zur Optimierung des Materialzuschnittes ist mit ver­ schiedenen Nachteilen behaftet. So wird auch hierbei eine Videoprojektion von einem Monitorbild vorgenommen, wobei anstelle eines lichtstarken elektronischen Projektors ein Laserscanner-System eingesetzt werden könnte, das jedoch auch diverse Nachtei­ le, wie die nur geringe Ablenkgeschwindigkeit des mechanischen Scannersystems mit ihren Folgen usw. besitzt. Schließlich muß das Bedienungspersonal auch hierbei zwischen Monitor und Arbeitsfläche hin und her wechseln und die Verschachtelung der Schnittmuster am Bildschirm vornehmen, d. h. Form und Beschaffenheit der Leder­ haut oder dergl. müßte im Monitor vollständig sichtbar sein, was aber nicht vollkom­ men zu realisieren ist. Außerdem sind bei einem solchen Verfahren feste Toleranzgren­ zen gegeben, die nicht überschritten werden können. Auch ist ein sehr hoher Appara­ teaufwand erforderlich.
Diese Tätigkeiten können jedoch derzeit noch wesentlich besser und effektiver vom Menschen gelöst werden, da es bisher nicht gelungen ist, bei gleichzeitiger Teilepro­ jektion auf die Lederhaut oder dergl. deren Qualität zu beurteilen, was aber unerläßlich ist. Keines der bekannten Systeme ermöglicht die direkte Arbeit des Bedienungsperso­ nals am Schneidegut.
Hier setzt die Erfindung ein.
Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen beschrieben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Leder-, Gewebe-, wie Textil- sowie technischer Gewebebearbeitung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu besitzen, mit deren Hilfe insbesondere der lederverarbeitenden Industrie Hilfsmittel an die Hand gegeben werden, die es ermöglichen Stanzeisen und Druckluftpressen einzusparen, sowie eventuelle Schneideprozesse per Hand durch einen automatischen Zuschnitt zu erset­ zen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere in einer erhöhten Produkti­ vität des einzelnen Lederbearbeiters, da sich dieser auf seine wesentlichen Aufgaben, nämlich das Plazierung der Formen unter Qualitätsgesichtspunkten bei optimaler Materialausnutzung auf dem Schneidegut, konzentrieren kann. Die stark gesundheits­ belastenden Arbeitsgänge werden durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfah­ rens vermieden. Es werden außerdem keine Monitore mehr benötigt. Das Hin- und Herwechseln des Bedienungspersonals vom Monitorarbeitsplatz zur Arbeitsfläche mit dem aufliegenden Schneidegut entfällt.
Ein weiterer Vorteil ist in der direkten persönlichen Einflußnahme und Inaugenschein­ nahme durch das Bedienungspersonal zu sehen, anstatt die Beurteilung und Ver­ schachtelung am Monitor vornehmen zu müssen. Der Bediener hat während des gesamten Arbeitsablaufes unmittelbaren Kontakt zum zu bearbeitenden Material, woraus folgt, daß z. B. Fehlerstellentoleranzen usw. während der Inaugenscheinnahme noch verändert werden können. Somit braucht eine vorherige Erfassung und Speiche­ rung der Fehlerstellen der Lederoberfläche oder dergl. nicht vorgenommen zu werden, da dieser Vorgang vom Bediener zeitgleich mit der Verschachtelung und Plazierung der Schnittmuster auf dem Schneidegut durchgeführt wird, was u. a. eine wesentliche Materialersparnis bedeutet. Es kann weiterhin eine Darstellung aller Schnittmuster, die zu verschachteln sind bzw. wurden, durchgeführt werden. Es ist auch ein wesentli­ cher Vorteil, daß wegen der Laserdarstellung auf der Arbeitsfläche, eine genaue Ausleuchtung der Lederhaut oder dergl. erfolgt, so daß sämtliche Fehlerstellen und auch Farbunterschiede vom Bediener sofort erkannt und berücksichtigt werden können. Das zu schneidende Gut bleibt auf der Arbeitsfläche während der gesamten Bearbeitungs­ zeit liegen und wird sofort zugeschnitten, es sei denn, eine Zwischenlagerung des Schneidegutes ist beabsichtigt. Schließlich ist eine Darstellung unterschiedlicher Schnittmuster gem. ihrer Bedeutung, Qualität, Gruppenzugehörigkeit etc. durch den Laser in verschiedenen auswählbarer Farben möglich. Eine Darstellung der Schnittmu­ ster in verkleinertem Maßstab ist zeitgleich mit deren Darstellung in Originalgröße auf einem Steuerfeld an, bzw. auf der Arbeitsfläche möglich.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Abbildung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert.
Die mit der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Materialbearbeitung besteht im wesentlichen aus einem Rechner 1 mit der zugehö­ rigen Tastatur usw. beispielsweise eines PC, ferner einem Schneidetisch AT mit einer Arbeitsfläche AF für das aufliegende Schneidegut 6 und einer zugeordneten Laser­ strahleinrichtung 2, die für die Emmitierung vorzugsweise mehrerer Laserstrahlen L1 und L2 für die Darstellung einer Vorlage in unterschiedlichen Maßstäben und ggf. auch Farben sowie zugehörigen Datenkabeln 3a zur Lasereinrichtung 2 und 3b zum Handsteuergerät 5 für das Bedienungspersonal P. Auf dem Schneidetisch AT, bzw. auf oder an dessen Arbeitsfläche AF ist eine Steuerfläche 4 für die verkleinerte Laser­ darstellung L2 der zu schneidenden Schnittmuster, Auflistung und Abrufung der Schnittmuster T1, T2, T3, zugeordneter Codes etc. aus dem Rechnerspeicher vorgese­ hen. Ein Hand-Steuergerät 5 für den Bediener P zur Steuerung der Lasereinrichtung 2 und den notwendigen Steuerleitungen 3b für die Lasereinrichtung 2 z. B. einem Daten­ kabel 3b, drahtlose Übermittlungsstrecke etc., bzw. zur Auslösung der Schneidevor­ richtung C ist zusätzlich vorgesehen.
Die Durchführung des erindungsgemäßen Verfahrens läuft wie folgt ab:
Die Konturen der auszuschneidenden Schnittmuster T1, T2, T3 sind auf der Steuerflä­ che 4 an der Arbeitsfläche AF des Arbeitstisches AT in verkleinertem Maßstab durch Laserstrahlung L2 sichtbar gemacht, während deren endgültige Plazierung, unter Berücksichtigung der evtl. Fehlerstellen F1, F2, F3, F4, Toleranzen usw. mittels der Laser­ darstellung L1 der Schnittmuster in Originalgröße auf der Oberfläche der Lederhaut 5, d. h. direkt im Originalmaßstab am Arbeitstisch 3 vom Bediener mittels seiner Hand- Lasersteuerungseinheit vorgenommen wird. Die Bewegungsrichtungen der Laserein­ richtung 2 und damit der Laserstrahlen L1, L2 sind durch Pfeile angedeutet und sämt­ lich vom Bediener P über sein Hand-Lasersteuergerät 5 steuerbar. Die Selektion der zu schneidenden Schnittmuster T1, T2, T3 usw., beispielsweise eines Auftrages, bestimm­ ter Qualitätsstufen, Prioritäten usw. erfolgt dabei aus dem Speicher des Rechners 1 über das Steuerfeld 4 durch den Bediener P über die verkleinerte Darstellung der Schnittmuster durch den Laserstrahl L2, nicht dargestellte Tastenfelder, oder dergl., während die weitere Auswahl der Schnittmuster z. B. T1, T3 aus der Selektion und deren Plazierung auf Schneidegut 6 z. B. einer Lederhaut 5 auch durch das Hand- Lasersteuergerät 5 des Bedieners erfolgt. Nachdem die Plazierung und Verschachte­ lung der Schnittmuster T1, T2, T3 unter Berücksichtigung der Fehlerstellen z. B. F1, F2, F3, F4 und ggf. das Setzen von Markierungen abgeschlossen ist, wird der Schneidevorgang des Cutters C durch den Bediener am Hand-Lasersteuergerät 5 ausgelöst, wodurch die Vorrichtung für die Durchführung eines weiteren Verfahrens zur Verfügung steht.
Die Selektion der Schnittmuster T1, T2, T3, usw. geschieht dabei beispielsweise nach Aufträgen und zusätzlicher Sortierung nach vorgegebenen Qualitätskriterien, wobei Umgruppierungen, Zusammenfassung verschiedener Aufträge usw. jederzeit möglich sind. Dabei ist das wichtigste Auswahlkriterium das Zusammenpassen der einzelnen zuzuschneidenden Schnittmuster.
Zur einfacheren Unterscheidung unterschiedlicher Aufträge, Gruppen, Qualitätszonen innerhalb eines Teiles usw. können verschiedene Farben der Laserstrahlen L1, L2 eingesetzt werden.
Selbstverständlich ist der Erfindungsgegenstand nicht auf das beschriebene Beispiel einer Lederbearbeitung beschränkt. Es kann z. B. auch anderes Schneidegut, wie z. B. Textilien, vor allem solche mit großflächigen Mustern, bearbeitet werden. Die Daten­ übertragung kann z. B. drahtlos, opto-elektronisch, per Funkstrecke etc. erfolgen. Ebenso kann die Auslösung des Schneidevorganges von anderen Orten, außer dem Hand-Lasersteuergerät 5 des Bedieners, ausgelöst werden; so z. B. am Cutter C selbst, über das Steuerfeld 4 oder anderen geeigneten Schaltstellen. Anstelle der Konturen können beispielsweise auch die Flächen der Schnittmuster durch Laserstrahlen darge­ stellt werden oder Schraffuren, Kurven, Hilfslinien, Codes usw., auch in unterschiedli­ chen Farben. Dies dient sowohl der einfacheren Auswahl als auch für Markierungen usw. Mit diesen Schraffuren, Codes usw. können die Flächen der Schnittmuster auch ausgefüllt und/oder beschriftet oder markiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Rechner
2 Lasergerät
3a Datenkabel
3b Datenkabel
4 Steuerfeld
5 Handsteuergerät
6 Schneidegut
AF Arbeitsfläche
AT Arbeitstisch
F1-4 Fehlerstellen
P Bediener
LS1 Laserstrahl für Darstellung in Originalmaßstab
LS2 Laserstrahl für Darstellung in verkleinertem Maßstab
T1-3 Schnittmuster.

Claims (12)

1. Verfahren zur Optimierung der Bearbeitung von Schneidegut (6), wie Textilien, Leder, technischen Geweben oder dergl. insbesondere zur Verschachtelung von Schnittmustern (T1, T2) vor dem automatischen Schneidevorgang unter Berücksichti­ gung evtl. Fehlerstellen (F1, F2) usw. auf der Oberfläche des, ggf. auch besonders groß­ flächigen, Schneidegutes, wobei die Schnittmuster als Konturen nach Erstellung in einem CAD-System oder dergl. in einem Rechenwerk (1) gespeichert und von dort abrufbar sind, mittels einer Steuereinrichtung (5) auf dem Schneidegut positionierbar und deren endgültige Positionierung der Schneideeinrichtung (C) übermittelt werden kann, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • i. Selektion von Schnittmustern aus dem Speicher des Rechenwerkes über ein durch einen an der Arbeitsfläche befindlichen Bediener betätigbares Steuergerät,
  • ii. Darstellung der Konturen der selektierten Schnittmuster unmittelbar mittels minde­ stens einer Laserstrahlung auf mindestens einer beliebigen Stelle und in beliebiger Größe auf einer Arbeitsfläche,
  • iii. Auswahl bestimmter Konturen von Teilen aus dem selektierten Schnittmustern und Verschachtelung derselben am Schneidegut durch den Bediener und, nach erfolgter Optimierung der Plazierung der Konturen und Markierungen auf dem Schneidegut, Zusammenstellung eines Schneideauftrages in Originalgröße an die Schneidevorrich­ tung
  • iv. Auslösung des Schneidevorganges durch bedienerseitiges Steuergerät,
wobei sämtliche Bearbeitungsvorgänge am Schneidegut direkt durch den Bediener vorgenommen werden und das Schneidegut bis zum Abschluß des Schneidevorganges nicht bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Laserdarstel­ lung der Konturen der Schnittmuster Schneidegutes in unterschiedlicher Größe auf der Arbeitsfläche vornimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Laser­ darstellung der Konturen der Schnittmuster in Originalgröße auf dem sich auf der Arbeitsfläche befindlichen Schneidegut und in verkleinerter Laserdarstellung auf einem Steuerfeld der Arbeitsfläche vornimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die unter­ schiedliche Laserdarstellung gleichzeitig vornimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kontu­ ren unterschiedlicher Schnittmuster oder Schnittmustergruppen in unterschiedlichen Farben darstellt.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (1) zum Datenaustausch mit einer beweglichen Laserstrahleinrichtung (2), einem Steuerfeld (4) an der Arbeitsfläche (AF) des Arbeits­ tisches (AT) und einem bedienerseitigem Steuergerät (5) sowie der Schneidevorrich­ tung (C) elektrisch verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinrich­ tung (2) sowohl eine Darstellung der zu schneidenden Konturen der Schnittmuster (T1, T2) in Originalgröße durch den Laserstrahl (LS1) auf dem Schneidegut (6) als auch in verkleinerter Darstellung durch den Laserstrahl (LS2) auf dem Steuerfeld (4) vor­ nimmt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ feld (4) sich an dem Arbeitstisch (AT) befindet und mit der Laserstrahleinrichtung (2) und dem Rechner (1) elektrisch verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein tragbares Steuergerät (5) vorgesehen ist, das mit der Laserstrahleinrichtung (2) und dem Rech­ ner (1) elektrisch verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser­ strahleinrichtung (2) so eingerichtet ist, daß gleichzeitig zwei Laserstrahlen (LS, LS2) in unterschiedlichem Maßstab und Farbe Konturen auf dem Arbeitsfeld (AF), z. B. in Originalgröße auf dem Schneidegut (6) und in verkleinertem Maßstab auf dem Steuer­ feld (4) darstellen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbin­ dungen (3a, 3b) zwischen den einzelnen Komponenten der Vorrichtung aus elektri­ schen Kabeln, Glasfaserkabeln, opto-elektronischen und/oder Funkstrecken bestehen.
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