DE19654228C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von Flachmaterial - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von FlachmaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Bearbeiten von Flachmaterial
mit den Merkmalen gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 8.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Stoff und andere
Flachmaterialien mit geringer Steifigkeit zum Zuschneiden,
Bohren oder für andere Bearbeitungsvorgänge auf einer Aufla
gefläche auszubreiten. In der Bekleidungsindustrie ist es be
kannt, Stoff in einer oder mehreren Lagen auf einen Schneid
tisch mit einem luftdurchlässigen Bett aufzulegen und mit
Hilfe einer Schneidklinge, eines Lasers, eines Wasserstrahls
oder anderer Werkzeuge Schnittmusterteile aus dem Material
zuzuschneiden. Die zugeschnittenen Teile werden dann zu Klei
dungsstücken oder anderen Fertigerzeugnissen zusammengefügt.
Die US 4 646 911 und 5 189 936 beschreiben mit För
dereinrichtungen versehene Vakuumtische mit Borstenbetten zum
Auflegen des Flachmaterials auf das Bett, zum Komprimieren
und Festhalten des Materials mittels eines Vakuums während
des Zuschneidens und zum Abtransport des zugeschnittenen Ma
terials nach Abschluß eines an einem oder mehreren Abschnit
ten des Flachmaterials ausgeführten Zuschneidevorganges. Wird
das Material durch ein Vakuum in seiner Lage festgehalten, so
wird häufig eine Kunststoffolie oder eine andere luftundurch
lässige Abdeckung auf das Material aufgelegt, um Kompressi
onskräfte zu erzeugen, durch die das Material in seiner Lage
festgehalten und darüber hinaus zusammengedrückt wird.
Die US 3 750 507, 3 848 327 und 3 877 334 offenbaren
jeweils Vorrichtungen zum Schneiden von Flachmaterial, wel
ches durch Druck, der dadurch erzeugt wird, daß Luft aus
oberhalb des Materials angeordneten Kammern auf das Material
ausgestoßen wird, in ausgebreitetem Zustand auf einem
Schneidtisch festgehalten wird. Die beiden letztgenannten Pa
tente offenbaren eine Kombination aus auf die Oberseite des
Materials geleiteter Druckluft und eines an der Unterseite
angelegten Vakuums.
Die oben genannten Patente betreffen jeweils eine Schneidema
schine, die in einem einzigen Arbeitsgang eine Vielzahl von
Flachmateriallagen zuschneidet. Es besteht jedoch auch ein
Bedarf für Maschinen zum Zuschneiden von nur einer oder eini
gen wenigen Lagen zur Herstellung von Bekleidungsstücken oder
anderen Erzeugnissen. Bei derartigen Maschinen wird ange
sichts der geringen Zahl der zuzuschneidenden Materiallagen
eine etwas andere Lösung gewählt, um das Material während ei
nes Schneidvorganges festzuhalten. Auf eine luftundurchlässi
ge Abdeckung, die beim Zuschneiden des Flachmaterials zer
stört wird, kann verzichtet werden, sofern die Druckdifferenz
ausreicht, um die wenigen Materiallagen in ihrer Lage festzu
halten. Durch den Verzicht auf die Abdeckung reduziert sich
der Zeit- und Kostenaufwand für einen Schneidevorgang.
Beim Verwenden von Druckluft zum Festhalten von Flachmaterial
während des Zuschneidens, wie es in den oben genannten Paten
ten offenbart ist, können die Schnittkanten des Flachmateri
als durch die Luft, die im allgemeinen aus einer Kammerstruk
tur unmittelbar oberhalb des Flachmaterials ausgestoßen wird
und mit relativ hoher Geschwindigkeit quer über das Flachma
terial hinwegströmt, in ihrer Lage verändert bzw. angehoben
werden. Der seitliche Luftstrom und die dadurch verursachten
Lageveränderungen des zugeschnittenen Flachmaterials sind un
erwünscht und führen zu Ungenauigkeiten beim Zuschnitt der
Schnittmusterteile. Die US 3 750 507 offenbart ein
Druckluftsystem mit Druckausgleichsöffnungen, durch die die
entweichende Luft nach oben vom Flachmaterial weggeleitet
wird, um ein Verrutschen oder eine andere Lageveränderung des
Materials möglichst zu vermeiden.
Wird ein System zum Niederhalten von Flachmaterial, bei dem
Druckluft auf das Flachmaterial geleitet wird, mit einem Va
kuumsystem kombiniert, so nimmt das Vakuumsystem einen Teil
der Luft, die am Umfangsrand der Druckkammern entweicht, auf
und reduziert dadurch ein Anheben oder eine andere Lageverän
derung des Flachmaterials, wie dies in der US-Patentschrift 3 848 327
offenbart ist.
Beim Zuschneiden einer einzelnen oder einiger weniger Flach
materiallagen unter Verwendung von Druckluft, die das Materi
al nach unten drückt, ist es, unabhängig davon, ob ein das
Flachmaterial an die Auflagefläche saugendes Vakuum angelegt
ist oder nicht, nichtsdestoweniger wünschenswert, die Menge
der entweichenden Luft und somit auch eine durch sie verur
sachte Lageveränderung des umgebenden Materials zu reduzie
ren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit allge
mein darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Niederhal
ten von Flachmaterial während eines Bearbeitungsvorganges anzugeben,
wobei Kräfte, die eine Lageveränderung des Materials
bewirken könnten, möglichst gering gehalten werden, und ins
besondere darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzuge
ben, wobei zur Erzeugung von Niederhaltekräften Druckluft
verwendet wird, ohne dabei durch horizontal über das Material
strömende Luft Kräfte zu erzeugen, die eine Lageveränderung
des Materials bewirken könnten.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung nach
Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 8. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen ange
geben.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren und einer Vorrich
tung zum Bearbeiten von Flachmaterial, insbesondere Flachma
terial mit geringer Steifigkeit, und zum Festhalten dieses
Materials in seiner Lage während des Bearbeitungsvorganges.
Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens hat eine Ein
richtung, die eine horizontale Auflagefläche bereitstellt,
auf der mindestens eine Lage eines Flachmaterials während des
Bearbeitungsvorganges in ausgebreitetem Zustand aufliegt. Ein
Werkzeug zum Bearbeiten des Flachmaterials ist relativ zur
Auflagefläche und zu dem daraufliegenden Material in einer
Ebene, die im wesentlichen parallel zur Auflagefläche ist,
bewegbar, um die Bearbeitungsvorgänge auszuführen. Beispiels
weise kann das Werkzeug eine auf und ab bewegbare Messer
klinge, ein Bohrer, ein Laser oder ein Wasserstrahl sein, um
das Material auf der Auflagefläche zuzuschneiden.
Eine Luftströmungseinrichtung stößt Luft auf das Flachmate
rial hin aus, um das Material auf der Auflagefläche in seiner
Lage festzuhalten. Die Luftströmungseinrichtung kann eine
Kammer enthalten, die das Werkzeug umgibt, so daß das Materi
al in der Nachbarschaft des Werkzeuges während der Bearbei
tung mit dem Werkzeug sicher festgehalten wird.
Dabei kann die Steuereinrichtung mit einer Sensoreinrichtung
verbunden sein, um die zum Niederhalten des Materials ausgeübten
Kräfte in Abhängigkeit der erfaßten Kräfte zu steuern. Die
Steuereinrichtung kann die Vorrichtung, die der Luftströ
mungseinrichtung die Luft zuführt, so regeln, daß die Nieder
haltekraft auf einem geeigneten Niveau gehalten und der Luft
strom, der aus der die Luft ausstoßenden Kammerstruktur ent
weicht, auf Atmosphärendruck abgesenkt wird. Auf diese Weise
wird eine durch entweichende Luft bewirkte Lageveränderung
des umgebenden Materials vermindert oder vollständig verhin
dert.
Dabei wird eine Nachschlagetabelle verwendet, die verschie
dene Bearbeitungsbedingungen und die dazugehörigen optimalen
Drücke der Luftzufuhrvorrichtung enthält, um den Luftdruck
einzustellen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren be
schrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Schnei
demaschine zum Zuschneiden von
Schnittmusterteilen aus einer einzel
nen Flachmateriallage,
Fig. 2 eine Perspektivteilansicht der
Schneidemaschine mit einem Schneid
kopf, einer Kammer zum Ausstoßen von
Druckluft und zum Andrücken des
Flachmaterials an die Auflagefläche
eines luftdurchlässigen Bettes, sowie
mit einem Vakuumsystem zum Festhalten
des Flachmaterials auf dem Bett,
Fig. 3 den Schnitt 3-3 der Kammer, des Bet
tes und des Vakuumsystems aus Fig.
2, und
Fig. 4 eine Unteransicht der Kammer gemäß
Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine numerisch gesteuerte Schneidemaschine,
allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, zum Zuschnei
den von Schnittmusterteilen aus einem Stück Flachmaterial S,
das in einer oder mehreren Lagen auf einem Schneidtisch 11
ausgebreitet ist. Die Erfindung ist insbesondere nützlich
beim Zuschneiden einer einzelnen oder einiger weniger Flach
materiallagen im Gegensatz zu Flachmaterialstapeln, die aus
20 oder mehr Materiallagen bestehen. Wie aus der Figur er
sichtlich, schneidet die Schneidemaschine eine Vielzahl eng
aneinanderliegend angeordneter Schnittmusterteile P zu, deren
Anordnung in der Bekleidungsindustrie als Zuschnittplan be
zeichnet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beklei
dungsindustrie beschränkt und läßt sich bei einer Vielzahl
unterschiedlicher Bearbeitungsvorgänge an Flachmaterial ein
setzen, welches durchbohrt oder mit verschiedenen Schneid
werkzeugen, z. B. auf und ab bewegten Schneidklingen, Ultra
schallmessern, drehbaren Messern und Bohrern, Laser- oder
Wasserstrahlen bearbeitet wird.
Der Schneidtisch 11 der Schneidemaschine 10 ist als Förder
tisch ausgebildet. Das Flachmaterial S wird mittels einer
Fördervorrichtung 12 zum Ausbreiten und Auflegen des Flachmateri
als S auf den Schneidtisch 11 aufgelegt und von der Schneidema
schine 10 auf dem Schneidtisch 11 zugeschnitten. Die zuge
schnittenen Schnittmusterteile P und das sie umgebende Material
werden dann mittels einer Fördervorrichtung 14 zum Entladen
vom Schneidtisch 11 abtransportiert. Schließlich werden die zu
geschnittenen Schnittmusterteile P von der Entlade-Fördervor
richtung 14 abgenommen und zu einer Nähhalle gebracht, wo sie zu
einem Kleidungsstück zusammengenäht werden.
Der Zuschnittplan, d. h. die Anordnung aus Schnittmustertei
len P, die aus dem Flachmaterial S zugeschnitten wird, kann be
trächtlich länger sein als die Schneidemaschine selbst. In
diesem Fall wird das Flachmaterial S abschnitt- oder stückweise auf
den Schneidtisch 11 transportiert, um alle Schnittmusterteile
P, die in diesen einen Abschnitt des Zuschnittplans fallen,
zuzuschneiden, während das Flachmaterial S ohne Vorschub auf dem
Schneidtisch 11 aufliegt. Anschließend wird der nächste Ab
schnitt auf den Schneidtisch 11 transportiert, und die zuvor zu
geschnittenen Teile werden auf die Entlade-Fördervorrichtung
14 gezogen. Die Abfolge aus abwechselndem Vorschieben und Zu
schneiden des Flachmaterials S wird von einem Steuercomputer 16 ge
steuert, der mit den Zuschnittplandaten 18 gespeist ist. Die
Abfolge wird so lange wiederholt, bis der gesamte Zuschnitt
plan zugeschnitten ist.
Die Schneidemaschine 10 hat einen X-Schlitten 22, der relativ
zur Basis 20 in der dargestellten X-Koordinatenrichtung hin
und her bewegbar ist, sowie einen Y-Schlitten 24, der am X-
Schlitten 22 angeordnet und mit diesem zusammen verfahrbar
ist, sowie relativ zum X-Schlitten in der dargestellten Y-Ko
ordinatenrichtung relativ zur Basis hin und her bewegbar ist.
Am Y-Schlitten 24 ist ein Schneidwerkzeug in Form einer auf
und ab bewegbaren Schneidklinge 28 angeordnet, die relativ
zum Schlitten auf und ab bewegbar ist, so daß sie mit dem
Flachmaterial S in bzw. außer Eingriff bringbar ist. Die
Schneidklinge 28 ist ferner um die Theta-Achse drehbar, so daß
sie im allgemeinen tangential zu den Schneidlinien steht, die
durch die Ränder der Schnittmusterteile P definiert sind.
Der X-Schlitten 22 ist an unbeweglichen runden Führungsstan
gen 30, 32 gelagert, die beiderseits des Schneidtisches 11
angeordnet sind, und wird von einem X-Antriebsmotor 34 über
zwei Antriebsriemen 36, 38, die beiderseits des Schneidtisches 11 mit
dem Schlitten 22 gekoppelt sind, in der dargestellten X-Koor
dinatenrichtung hin und her bewegt. Der Y-Schlitten 24 wird
durch einen Servomotor 40 und einen Antriebsriemen 42, der um
Rollen an den beiden Enden des X-Schlittens gelegt ist, auf
dem X-Schlitten in der dargestellten Y-Koordinatenrichtung
relativ zum Flachmaterial S hin und her bewegt.
Die Drehung der Schneidklinge 28 um die Theta-Achse erfolgt
durch einen am Y-Schlitten 24 montierten Theta-Servomotor 44.
Ferner ist ein (nicht dargestellter) Servomotor vorgesehen,
der die Schneidklinge 28 aus dem Flachmaterial S herauszieht bzw.
sie in Schneideingriff mit diesem bringt.
Der X-Servomotor 34, der Y-Servomotor 40 und der Theta-Servo
motor 44 bewirken gemeinsam, daß die Schneidklinge 28 am Rand
der Schnittmusterteile in Übereinstimmung mit den vom Steuer
computer 16 gemäß den Zuschnittplandaten 18 an die Motoren
abgegebenen Befehlen in Schneideingriff mit dem Flachmaterial S
gebracht wird. Ferner steuert der Steuercomputer 16 den abschnittweisen
Transport des Flachmaterials S auf den Schneidtisch 11
bzw. dessen Abtransport vom Schneidtisch 11 sowie den Betrieb der Bela
de-Fördervorrichtung 12 und der Entlade-Fördervorrichtung 14.
Wie oben erwähnt ist der Schneidtisch 11 als Fördertisch aus
gebildet, dem das Flachmaterial S von der Belade-Fördervor
richtung 12 zugeführt wird. Das Flachmaterial S wird dann von
der Schneidklinge 28 zugeschnitten und anschließend der Ent
lade-Fördervorrichtung 14 zugeführt. Während der auf dem
Schneidtisch 11 zwischen den gestrichelten Linien b liegende Abschnitt
des Flachmaterials S zugeschnitten wird, bleiben der Schneid
tisch 11 und das Flachmaterial S unbeweglich bezüglich der Basis 20.
Die Schneidklingel 28 führt somit sämtliche Schneidbewegungen
aus.
Um ein Eindringen der Schneidklinge 28 zu ermöglichen, hat der
Schneidtisch 11, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ein Bett
62 aus Borstenblöcken, in das die Klinge eindringen kann. Die
Borsten der Borstenblöcke erstrecken sich nach oben in eine
Ebene, die die Auflagefläche des Schneidtisches 11 definiert. Die Bor
stenblöcke sind in Reihen angeordnet, die sich in der Y-Koor
dinatenrichtung erstrecken, wobei jede Reihe in einem Träger
74 mit U-förmigem Querschnitt aufgenommen ist, und wobei je
der Träger jeweils mit den ihm benachbarten Trägern verbunden
ist, um eine Fördervorrichtung zu bilden, die von einem An
triebsmotor 46 und Antriebs-Stachelrädern 48 gemäß Fig. 1 in
der dargestellten X-Koordinatenrichtung angetrieben werden
kann.
Die Borstenblöcke haben eine mit Löchern versehene Unterseite
oder sind in geringem Abstand voneinander angeordnet, um ein
Hindurchströmen der Luft zu ermöglichen. Sie sind jeweils
über den Träger 74 und einen Verteiler 52 mit einer Vakuum
pumpe 50 verbunden, die im Bereich der Borsten und der dazu
gehörigen Auflagefläche des Schneidtisches 11 zumindest in der Nach
barschaft der Schneidklinge 28 ein Vakuum erzeugt, falls der
Schneidtisch 11 für das abschnittweise Erzeugen eines Vakuums ausgelegt
ist. Durch das Anlegen eines Vakuums an die Auflagefläche
über das luftdurchlässige Borstenbett 62 wird das aufliegende
Flachmaterial S an die Auflagefläche der Borsten gesaugt und
während des Schneidens in seiner Lage festgehalten. Einzel
heiten zum Aufbau und zur Funktionsweise eise eines derartigen Schneidti
sches 11 sind den US-Patentschriften 4 646 911 oder 5 189 936 zu ent
nehmen.
Alternativ dazu kann das für das Schneidwerkzeug durchdring
bare Bett 62 als Borstenbett ausgebildet sein, das mit Ver
teilerrohren entlang der Seitenränder des Bettes verbunden
ist, um am aufliegenden Flachmaterial S und im Borstenbereich
ein Vakuum anzulegen, indem die Luft seitlich durch die Bor
sten abgesaugt wird. Ferner kann das Bett auch aus anderen
für das Schneidwerkzeug durchdringbaren Materialien gebildet
sein, wie z. B. aus Schaumstoff, in den Löcher gebohrt sind
oder der eine offenzellige Struktur hat, um ein Vakuum anle
gen zu können.
Wie im einzelnen in den Fig. 2 und 3 gezeigt, enthält eine
Luftströmungseinrichtung (60, 70) eine Kammer 60, die die Schneid
klinge 28 umgibt. Druckluft strömt aus der Kammer 60 nach unten
auf das Flachmaterial S, so daß dieses an die vom Borstenbett
62 gebildete Auflagefläche des Schneidtisches 11 angedrückt
wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, hat die Kammer 60 ein oberes
Gehäuse 64 mit einer Öffnung an der Unterseite, die durch ei
ne mit Löchern versehene Andruckplatte 66 verschlossen ist.
Das Gehäuse hat eine im wesentlichen zylindrische Form und
die Lochplatte ist kreisförmig und deckt die Unterseite des
Gehäuses ab.
Aus einer in den Fig. 1 und 2 gezeigten regulierbaren
Luftzufuhrvorrichtung 70 wird unter relativ niedrigem Druck
stehende Luft über einen flexiblen Schlauch 68 in die Kammer
60 geleitet. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, dient die
Kammer 60 als Plenumkammer, aus der die Luft über eine Viel
zahl von Löchern 72 in der Andruckplatte 66 nach unten auf
das Flachmaterial S geleitet wird. Beim Ausstoßen der Luft von
der Unterseite der Andruckplatte 66 auf die Oberseite des Flachmateri
als S wird ein ausreichender Druck erzeugt, um das Flachmaterial S
in seiner Position auf dem Borstenbett 62 festzuhalten. Am
Borstenbett 62 und an den aneinandergereihten querliegenden Trä
gern 74 liegt über den sich in Längsrichtung erstreckenden
Verteiler 52 ein Vakuum an, so daß zumindest ein Teil der
Luft, die aus der Kammer 60 auf das Flachmaterial S ausgestoßen
wird, durch Schnitte im Flachmaterial S sowie durch das Flach
material S selbst, sofern dieses luftdurchlässig ist, nach un
ten in das Borstenbett 62 abgesaugt wird.
Demzufolge haben das Ausstoßen der Luft aus den Löchern 72
und das Absaugen der ausgestoßenen Luft durch das Flachmate
rial S hindurch in das Borstenbett 62 eine sich gegenseitig
verstärkende Wirkung, wodurch das Flachmaterial S fest an die
Auflagefläche des Schneidtisches 11 angedrückt wird, um das
Flachmaterial S in seiner Lage festzuhalten. Aufgrund dieser sich
gegenseitig verstärkenden Wirkung kann das mit dem Borstenbett 62 ver
bundene Vakuumsystem auch kleiner sein als es ansonsten er
forderlich wäre. Das System wird wirtschaftlicher, da das Va
kuumsystem verkleinert und gegebenenfalls auf eine luftun
durchlässige Abdeckung bei jedem Schneidvorgang verzichtet
werden kann.
Fig. 4 zeigt die Unterseite der Andruckplatte 66, wobei ein
Ausführungsbeispiel dargestellt ist, bei dem die Löcher 72 um
die Schneidklinge 28 in der Mitte der Andruckplatte 66 konzentriert
sind. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ist die Schneid
klinge 28 in einer Klingenführung 80 geführt, bei der es sich um
eine Führung des in der US 4 091 701 beschriebenen
Typs handeln kann, die in einer Öffnung in der Mitte der
Abdruckplatte 66 angeordnet ist und eine Auf- und Abbewegung sowie
eine Drehung der Schneidklinge 28 relativ zur Andruckplatte 66 er
möglicht. Eine ähnliche, mit einer Dichtung kombinierte La
geranordnung 82 ist an der Stelle vorgesehen, an der die
Schneidklinge 28 das Gehäuse 64 an dessen Mittelpunkt durchdringt,
wie in Fig. 3 gezeigt. Die Dichtung ist nicht zwin
gend erforderlich, sorgt jedoch dafür, die Menge der aus der
Kammer 60 entweichenden Druckluft möglichst gering zu halten.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Kammer 60 mit dem Y-Schlitten
24 mittels zweier Trägerstangen 84 und eines in Fig. 2 dar
gestellten Drucksteuerungs-Betätigungselements 86 verbunden.
Das Betätigungselement kann ein hydraulisches, pneumatisches
oder elektrisches Betätigungselement sein, das die Kammer 60
anhebt bzw. absenkt, sowie auf die Kammer 60 eine nach unten ge
richtete Kraft ausübt, die auf einen jeweils gewünschten von
der ausgestoßenen Luft auf das Flachmaterial S einwirkenden
Druck bzw. eine darauf ausgeübte Kraft abgestimmt ist. Alter
nativ dazu kann das Betätigungselement 86 durch eine Feder
oder ein anderes elastisches Element ersetzt sein, wobei dann
die auf das Flachmaterial S ausgeübte Kraft ausschließlich vom
Druck der aus der Andruckplatte 66 ausgestoßenen Luft ab
hängt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die in
Fig. 2 gezeigte Luftzufuhrvorrichtung 70 regulierbar, um den
Druck der in die Kammer 60 geleiteten Luft sowie den Druck
der durch die Andruckplatte 66 ausgestoßenen Luft zu steuern.
Luft aus einer Niederdruck-Luftpumpe 90 oder unter hohem
Druck stehende Luft aus einem Verdichter wird der Luftzufuhr
vorrichtung 70 zugeleitet und der Druck der aus der Luftzufuhr
vorrichtung 70 ausgestoßenen Luft gemäß einem von einer Steu
ereinrichtung 92 gelieferten Signal geregelt. Die Steuereinrichtung
92 kann mit dem Steuercomputer 16 in Fig. 1 verbunden
sein, so daß der von der Kammer 60 erzeugte Druck auf die je
weiligen Bedingungen beim Zuschneiden des Flachmaterials S
abgestimmt werden kann. Da die Regelung des von der Luftzu
fuhrvorrichtung 70 gelieferten Druckes sich auf den von der
Kammer 60 erzeugten Luftdruck und die auf das Flachmate
rial S ausgeübte Kraft auswirkt, ist die Steuereinrichtung 92 auch
mit dem Drucksteuerungs-Betätigungselement 86 verbunden, um
zu gewährleisten, daß die vom Betätigungselement ausgeübte
Kraft und die von der ausgestoßenen Luft ausgeübte Kraft zum
Niederhalten des Flachmaterials S aufeinander abgestimmt sind.
Die Steuerung des Luftdruckes kann als offener Regelkreis auf
der Grundlage eines gewünschten Luftdruckes am Ausgang der
Luftzufuhrvorrichtung 70 durchgeführt werden. Jedoch läßt
sich eine präzise Steuerung der Kraft, mit der das Flachmate
rial S niedergehalten wird, erreichen, wenn der auf das Flachmateri
al S einwirkende Druck erfaßt wird und die Steuereinrichtung 92 die
Luftzufuhr und das Drucksteuer-Betätigungselement 86 in Ab
hängigkeit des erfaßten Druckes regelt. Zu diesem Zweck ist
eine Sensoreinrichtung 94 (Drucksensor) in einer Öffnung 96 am Umfangsrand der An
druckplatte 66 angeordnet, um den auf das Flachmaterial S
einwirkenden Luftdruck zu erfassen, der durch das Ausstoßen
der Luft auf das Flachmaterial S durch die Löcher 72 nahe dem Mit
telpunkt der Andruckplatte 66 erzeugt wird.
Sind die Löcher 72 angeordnet wie in Fig. 4 gezeigt, so wird
ein Teil der durch die Andruckplatte 66 ausgestoßenen Luft nach unten
durch das Flachmaterial S hindurch in das Borstenbett 62 abge
saugt, während ein anderer Teil der Luft oberhalb der Ober
seite des Flachmaterials S horizontal zum Umfangsrand der Andruckplat
te 66 hin strömt. Ist diese horizontale Luftströmung ausge
prägt, so kann die Luft über den Umfangsrand der Andruckplatte 66
hinausgelangen und die Schnittkanten von Schnittmusterteilen P,
die der Kammer 60 benachbart sind, anheben. Ein solches Anhe
ben und Verändern der Lage des Flachmaterials S ist uner
wünscht. Im Idealfall soll der durch die ausgestoßene Luft
auf das Flachmaterial S ausgeübte Druck hoch genug sein, um das
Flachmaterial S im Bereich der um die Schneidklinge 28 herum vorgesehenen
Löcher 72 auf dem Borstenbett 62 festzuhalten, und die horizontal
strömende Luft sollte möglichst vollständig abgeführt sein,
bevor sie den Umfangsrand der Kammer 60 erreicht. Beides wird
durch die radiale Diffusion der horizontal strömenden Luft
unterhalb der Andruckplatte 66 und durch das Absaugen der Luft durch
das Borstenbett 62 begünstigt. Unter diesen Bedingungen
herrscht am Drucksensor 94 ein Druck, der nahe dem Atmosphärendruck
liegt, und der Drucksensor 94 liefert der Steuereinrichtung 92
ein Sensorsignal, welches bewirkt, daß der aus der Luftzu
fuhrvorrichtung 70 ausgestoßene Luftstrom auf einem Druckni
veau gehalten wird, bei dem am bzw. in der Nähe des Umfangs
randes der Andruckplatte 66 Atmosphärendruck herrscht. Selbst
verständlich haben Änderungen im Flachmaterial S und die Zahl der
Schnittlinien, die unter der Andruckplatte 66 liegen, Auswir
kungen darauf, mit welchem am Ausgang der Luftzufuhrvorrich
tung 70 herrschenden Druck am Umfangsrand der Andruckplatte 66 der ge
wünschte Druck und die gewünschten Strömungsbedingungen er
reicht werden.
Die gesteuerte Luftströmung zwischen der Oberseite des Flach
materials S und der Andruckplatte 66 hat den zusätzlichen
Vorteil, daß unterhalb der Kammer 60, die die Schneid
klinge 28 umgibt, ein Luftlager gebildet wird. Die die Druck
luft ausstoßende Kammer 60 hat zumindest ein kleines Luftkis
sen unter der Andruckplatte 66, solange der Druck der durch die Lö
cher 72 ausgestoßenen Luft nicht auf Atmosphärendruck ab
fällt, bevor die Luft den Umfangsrand der Andruckplatte 66 erreicht.
Der Drucksensor 94 kann statt am Umfangsrand auch an anderen
Stellen angeordnet sein, um den unterhalb der Andruckplatte 66 herr
schenden Druck zu erfassen und die Kraft, mit der das Flach
material S niedergehalten wird, auf ein gewünschtes Niveau ein
zustellen.
Das Wegströmen der ausgestoßenen Luft vom Umfangsrand der An
druckplatte 66 in horizontaler Richtung wird ferner dadurch
reduziert, daß eine Vielzahl von Öffnungen 96 vorgesehen
sind, die als Druckausgleichsöffnungen dienen. Hat die ausge
stoßene Luft zum Zeitpunkt, an dem sie den Umfangsrand der
Andruckplatte 66 erreicht, nicht Atmosphärendruck, so strömt sie durch
die Öffnungen 96 nach oben vom Flachmaterial S weg, so daß eine
durch die Luft verursachte Lageveränderung benachbarter, zu
vor zugeschnittener Materialteile verhindert wird.
Das Luftzufuhrsystem kann in mehreren verschiedenen Betriebs
arten in einem offenen Regelkreis ohne den Drucksensor 94 betrie
ben werden. Ist die Bedienperson im Umgang mit der Maschine
erfahren und weiß, welcher Luftdruck und welche Kraft zum
Niederhalten des Flachmaterials S für einen bestimmten Schneidvor
gang erforderlich sind, so kann sie den gewünschten Luftdruck
und die gewünschte Kraft manuell direkt in den Steuercomputer
16 eingeben, welcher ein Signal für den gewünschten Luftdruck
an die Steuereinrichtung 92 und ein Signal für die gewünschte
Kraft an das Betätigungselement 86 gemäß Fig. 2 abgibt. Al
ternativ dazu kann eine Testreihe unter verschiedenen
Schneidbedingungen und mit verschiedenen Schneidparametern
durchgeführt werden, um den jeweiligen optimalen Luftdruck
und die entsprechende auf das Flachmaterial S auszuübende Kraft
zu bestimmen. Zu den veränderlichen Bedingungen gehören die
Art des zuzuschneidenden Materials, die Höhe bzw. Anzahl der
Materiallagen auf dem Borstenbett 62, ob das Vakuumsystem
eingeschaltet wird oder nicht, sowie andere Bedingungen, die
die Höhe des anzuwendenden Druckes und somit die von der
Kammer 60 auf das Flachmaterial S auszuübende Kraft beein
flussen. Die optimalen Drücke und die dazugehörigen Schneid
bedingungen werden dann in Form von Daten in einer
Tabelle 100 zum Nachschlagen gespeichert, die mit dem Steuercomputer 16 wie in
Fig. 2 gezeigt verbunden ist, so daß eine im Umgang mit der
Maschine weniger erfahrene Bedienperson lediglich die ver
schiedenen einen Schneidvorgang definierenden Parameter in
den Steuercomputer 16 eingeben muß, woraufhin der Computer
mit Hilfe der Tabelle 100 automatisch den von der
Luftzufuhrvorrichtung 70 erzeugten Luftdruck und die vom Be
tätigungselement 86 ausgeübte nach unten gerichtete Kraft
einstellt.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von ver
schiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben. Es sind jedoch
zahlreiche Abwandlungen und Varianten möglich, ohne den Rah
men der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann das Luft
zufuhrsystem mit der regulierbaren Luftzufuhrvorrichtung 70
und dem Drucksensor 94 statt bei einem Schneidtisch 11, der mit ei
nem Vakuumsystem zum Absaugen eines Teils der Luft nach unten
in das luftdurchlässige Borstenbett 62 ausgestattet ist, auch bei
anderen Arten von Schneidtischen 11 verwendet werden, die kein
Vakuumsystem haben. Der oben beschriebene Schneidtisch 11 ist
als Fördertisch ausgebildet, jedoch kann die Erfindung auch
bei einem stationären Schneidtisch 11 mit unbeweglichem Bett
eingesetzt werden. Das Luftzufuhrsystem kann ferner zusammen
mit anderen Arten von Werkzeugen zur Bearbeitung des Flachma
terials S verwendet werden. Anstelle der Drucksensoren 94 können
andere Arten von Sensoren eingesetzt, werden, um eine Luft
strömung am Rand der Kammer 60 zu erfassen. Auch die Ausbil
dung der Kammer 60 selbst kann variiert werden, wie es z. B. in
der US 3 848 327 beschrieben ist.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Flachmaterial (S), mit
einer Einrichtung, die eine horizontale Auflageflä che für mindestens eine Lage eines Flachmaterials (S) in ausgebreitetem Zustand hat,
einem Werkzeug (28) zum Bearbeiten des auf der Auflage fläche aufliegenden Flachmaterials (S), wobei das Werk zeug (28) relativ zur Auflagefläche entlang Bearbeitungs wegen, die sich in einer zur Auflagefläche parallelen Ebene erstrecken, bewegbar ist, und
einer Luftströmungseinrichtung (60, 70) zum Ausstoßen von Luft auf das Flachmaterial (S) und zum Niederhalten des Flachmaterials (S) auf der Auflagefläche zumindest in der Nachbarschaft des Werkzeuges (28),
gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (92), die mit der Luftströmungs einrichtung (60, 70) verbunden ist, um den Druck der auf das Flachmaterial (S) ausgestoßenen Luft in Abhängigkeit jeweils eingestellter Bearbeitungsparameter mittels Steu ersignalen einzustellen, wozu die Steuereinrichtung (92) eine Tabelle (100) mit verschiedenen Bearbeitungsparame tern und diesen Bearbeitungsparametern jeweils entspre chenden Luftdruckwerten der ausgestoßenen Luft enthält, und eine Einrichtung zum Lesen des den jeweils ein gestellten Bearbeitungsparametern entsprechenden Luft druckwertes der ausgestoßenen Luft in der Tabelle (100) vorgesehen ist, die die Abgabe eines diesen Luftdruckwert kennzeichnenden Steuersignals von der Steuereinrichtung (92) an die Luftströmungseinrichtung (60, 70) veranlaßt.
einer Einrichtung, die eine horizontale Auflageflä che für mindestens eine Lage eines Flachmaterials (S) in ausgebreitetem Zustand hat,
einem Werkzeug (28) zum Bearbeiten des auf der Auflage fläche aufliegenden Flachmaterials (S), wobei das Werk zeug (28) relativ zur Auflagefläche entlang Bearbeitungs wegen, die sich in einer zur Auflagefläche parallelen Ebene erstrecken, bewegbar ist, und
einer Luftströmungseinrichtung (60, 70) zum Ausstoßen von Luft auf das Flachmaterial (S) und zum Niederhalten des Flachmaterials (S) auf der Auflagefläche zumindest in der Nachbarschaft des Werkzeuges (28),
gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (92), die mit der Luftströmungs einrichtung (60, 70) verbunden ist, um den Druck der auf das Flachmaterial (S) ausgestoßenen Luft in Abhängigkeit jeweils eingestellter Bearbeitungsparameter mittels Steu ersignalen einzustellen, wozu die Steuereinrichtung (92) eine Tabelle (100) mit verschiedenen Bearbeitungsparame tern und diesen Bearbeitungsparametern jeweils entspre chenden Luftdruckwerten der ausgestoßenen Luft enthält, und eine Einrichtung zum Lesen des den jeweils ein gestellten Bearbeitungsparametern entsprechenden Luft druckwertes der ausgestoßenen Luft in der Tabelle (100) vorgesehen ist, die die Abgabe eines diesen Luftdruckwert kennzeichnenden Steuersignals von der Steuereinrichtung (92) an die Luftströmungseinrichtung (60, 70) veranlaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Sensoreinrichtung (94) zum Erfassen der Niederhaltekraft,
mit der die Luftströmungseinrichtung (60, 70) das Flach
material (S) auf der Auflagefläche festhält,
wobei die Steuereinrichtung (92) mit der Sensoreinrich
tung (94) verbunden ist, um die Niederhaltekraft in Ab
hängigkeit der erfaßten Kraft zu steuern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoreinrichtung (94) den Luftdruck erfaßt, der zwi schen einer der Oberfläche des Flachmaterials (S) gegen überstehenden Fläche der Luftströmungseinrichtung (60, 70) und dem Flachmaterial (S) herrscht,
und daß die Steuereinrichtung (92) in Abhängigkeit dieses Luftdruckes den Druck der ausgestoßenen Luft so steuert, daß der erfaßte Luftdruck und die Niederhaltekraft je weils auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden.
daß die Sensoreinrichtung (94) den Luftdruck erfaßt, der zwi schen einer der Oberfläche des Flachmaterials (S) gegen überstehenden Fläche der Luftströmungseinrichtung (60, 70) und dem Flachmaterial (S) herrscht,
und daß die Steuereinrichtung (92) in Abhängigkeit dieses Luftdruckes den Druck der ausgestoßenen Luft so steuert, daß der erfaßte Luftdruck und die Niederhaltekraft je weils auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoreinrichtung (94) nahe dem Umfangsrand einer
Luftausstoßeinrichtung der Luftströmungseinrichtung
(60, 70) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net,
daß eine Druckeinrichtung zum Ausüben einer zur Auflagefläche hin gerichteten Kraft die Luftausstoßein richtung beaufschlagt,
und daß die Steuereinrichtung (92) in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung (94) erfaßten Druckes die Kraft der Druckeinrichtung steuert.
daß eine Druckeinrichtung zum Ausüben einer zur Auflagefläche hin gerichteten Kraft die Luftausstoßein richtung beaufschlagt,
und daß die Steuereinrichtung (92) in Abhängigkeit des von der Sensoreinrichtung (94) erfaßten Druckes die Kraft der Druckeinrichtung steuert.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (92) eine Einrichtung zum manu
ellen Einstellen des Druckes der von der Luftströmungs
einrichtung (60, 70) ausgestoßenen Luft hat.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen ei
nes Unterdrucks unter der luftdurchlässigen Auflagefläche
zumindest in der Nachbarschaft des Werkzeuges (28).
8. Verfahren zum Bearbeiten von Flachmaterial (S), welches die
folgenden Schritte enthält:
Vorsehen einer Auflagefläche für mindestens eine Lage ei nes Flachmaterials (S) in ausgebreitetem Zustand,
Positionieren eines Bearbeitungswerkzeuges (28) derart, daß es mit dem Flachmaterial (S) für einen Bearbeitungsvorgang in Eingriff bringbar ist, während das Flachmaterial (S) auf der Auflagefläche ausgebreitet ist,
Festlegen aktueller Bearbeitungsparameter, zu denen die Art des Flachmaterials (S), dessen Dicke und/oder Lagenzahl gehören,
Ausstoßen von Druckluft auf das auf der Auflagefläche aufliegende Flachmaterial (S), um das Flachmaterial (S) in seiner Lage festzuhalten, während das Bearbeitungswerk zeug (28) für den Bearbeitungsvorgang mit dem Flachmaterial (S) in Eingriff steht,
Einstellen des Druckes der auf das Flachmaterial (S) aus gestoßenen Druckluft auf einen vorbestimmten Wert,
gekennzeichnet durch
Eingeben der Bearbeitungsparameter in eine Steuereinrichtung (92), die eine Tabelle (100) mit mehreren vorbestimmten Luftdruckwer ten und diesen zugeordneten Bearbeitungsparametern ent hält, wobei jeder Luftdruckwert der zum Festhalten des Flachmaterials (S) auf der Auflagefläche bei den ihm zugeord neten Bearbeitungsparametern geeignete Wert ist,
Lesen des den aktuellen Bearbeitungsparametern zugeordne ten Luftdruckwertes aus der Tabelle (100),
Einstellen des Druckes der Druckluft auf den gelesenen Luftdruckwert.
Vorsehen einer Auflagefläche für mindestens eine Lage ei nes Flachmaterials (S) in ausgebreitetem Zustand,
Positionieren eines Bearbeitungswerkzeuges (28) derart, daß es mit dem Flachmaterial (S) für einen Bearbeitungsvorgang in Eingriff bringbar ist, während das Flachmaterial (S) auf der Auflagefläche ausgebreitet ist,
Festlegen aktueller Bearbeitungsparameter, zu denen die Art des Flachmaterials (S), dessen Dicke und/oder Lagenzahl gehören,
Ausstoßen von Druckluft auf das auf der Auflagefläche aufliegende Flachmaterial (S), um das Flachmaterial (S) in seiner Lage festzuhalten, während das Bearbeitungswerk zeug (28) für den Bearbeitungsvorgang mit dem Flachmaterial (S) in Eingriff steht,
Einstellen des Druckes der auf das Flachmaterial (S) aus gestoßenen Druckluft auf einen vorbestimmten Wert,
gekennzeichnet durch
Eingeben der Bearbeitungsparameter in eine Steuereinrichtung (92), die eine Tabelle (100) mit mehreren vorbestimmten Luftdruckwer ten und diesen zugeordneten Bearbeitungsparametern ent hält, wobei jeder Luftdruckwert der zum Festhalten des Flachmaterials (S) auf der Auflagefläche bei den ihm zugeord neten Bearbeitungsparametern geeignete Wert ist,
Lesen des den aktuellen Bearbeitungsparametern zugeordne ten Luftdruckwertes aus der Tabelle (100),
Einstellen des Druckes der Druckluft auf den gelesenen Luftdruckwert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Einstellen manuell durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Einstellen die folgenden Schritte umfaßt:
Erfassen einer Niederhaltekraft, mit der die ausgestoßene Luft das Flachmaterial (S) auf der Auflagefläche fest hält, und
Steuern der von der ausgestoßenen Luft auf das Flachmate rial ausgeübten Niederhaltekraft in Abhängigkeit der er faßten Niederhaltekraft.
Erfassen einer Niederhaltekraft, mit der die ausgestoßene Luft das Flachmaterial (S) auf der Auflagefläche fest hält, und
Steuern der von der ausgestoßenen Luft auf das Flachmate rial ausgeübten Niederhaltekraft in Abhängigkeit der er faßten Niederhaltekraft.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GERBER TECHNOLOGY,INC., TOLLAND, CONN., US |
|
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |