DE2817674A1

DE2817674A1 - Verfahren und vorrichtung zum schneiden von flachmaterial in geschlossener schleife

Info

Publication number: DE2817674A1
Application number: DE19782817674
Authority: DE
Inventors: Heinz Joseph Gerber
Original assignee: Gerber Garment Technology Inc
Current assignee: Gerber Technology LLC
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1978-04-19
Publication date: 1978-10-26
Also published as: SE441810B; SG5883G; HK21383A; FR2388337A1; CA1085029A; FR2388337B1; ATA284078A; JPS53132879A; SE7804091L; CH630552A5; IT7867491A0; AT366430B; IT1108376B; US4133235A; NO155815B; JPS5545357B2; NO781347L; GB1596134A; DE2817674C2

Description

PATENTANWÄLTE ^bT 76/4

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE βθ D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49

Gerber Garment

Technology, Inc. ^BERLIN! o,pu.-,ng. r. müller-börner

MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY OIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 18. April 1978

"Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial in geschlossener Schleife"

(entsprechend USA Nr. 790 149 vom 22. April 1977)

33 Seiten Beschreibung mit
25 Patentansprüchen
3 Blatt Zeichnung

Ma/m . 27 261

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BERLIN: TELEFON (O3O) 8312088 MÜNCHEN: TELEFON (089) 225080 KABEL: PROPINDUS- TELEX O1 84OB7 KABEL: PROPINDUS · TELEX OB 24 244

.9.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial mit einer Steuerung in geschlossener Schleife. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine automatisch gesteuerte Maschine zum Schneiden von Flachmaterial mit einem Schneidwerkzeug wie einem sich hin- und herbewegendan Messer und einer Einrichtung zum Erfühlen eines Schneidparameters während des Schneidens, um die automatischen Steuerungen den bestehenden Bedingungen anzupassen und die Gesamtleistung zu verbessern.

Es ist wohl bekannt, automatisch gesteuerte Schneidmaschinen zum Schneiden von schlaffem Flachmaterial, das für Kleidungsstücke, Polsterwaren und andere Artikel gebraucht wird, zu benutzen. Solche Maschinen leiten gewöhnlich die Information, die die zuzuschneidenden Gegenstände oder Muster bestimmt/ von einer Markierung ab. Die Markierung ist eine dicht angeordnete Reihe von in Lagebeziehung zueinander stehenden Musterstücken zum Schneiden aus einer Flachmaterialauflage. Die Umrißlinien der Musterstücke, die die Schneidbahnen, denen von dem Schneidmesser gefolgt werden soll, bestimmen, sind die Rohdaten, die von der automatisch gesteuerten Schneidmaschine beim Führen des Schneidmessers benutzt werden, und diese Daten werden von der Maschine durch geeignete "Hardware" in Maschinenbefehle übersetzt. Zum Beispiel kann die Markierung, um die Umrißlinien auf Punktdaten zu reduzieren, digital dargestellt sein, und dann werden die Punktdaten über eine Datenverarbeitungsanlage oder einen Datenprozessor verarbeitet, um Maschinen-Befehle zu erzeugen, die das Schneidmesser und das Flachmateriai relativ zueinander führen. Die Markierungsdaten können

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für den nachfolgenden Gebrauch in einer Schneidmaschine vorverarbeitet und aufgezeichnet oder während des Schneidvorgangs verarbeitet werden.

Es können andere Informationssysteme zum Erfassen und anschließenden Benutzen der Rohdaten verwendet werden. Beispielsweise können Linienfolgegeräte benutzt werden, um Markierungsdaten aus graphischen Material oder Schablonen umzusetzen, und anschließend können die Daten durch eine andere "Hardware", die z.B. entweder eine analoge oder eine digitale Ausrüstung einschließt, verarbeitet werden.

Bei den meisten automatisierten Schneidsystemen des Standes der Technik ist der Schneidvorgang im wesentlichen durch vorher festgesetzte Programme und die Markierungsdaten festgelegt. Somit wird das Lenken des Schneidmessers entlang einer gewünschten Schnittlinie in Übereinstimmung mit verhältnismäßig standardisierten Routinen gesteuert, die sich im allgemeinen bei vielen Schneidbedingungen, aber nicht notwendigerweise bei allen Schneidbedingungen noch bei nicht vorausgesehenen Bedingungen, als geeignet erwiesen haben. Zum Beispiel kann der Standard-Schneidvorgang bei bestimmten Arten von schlaffem Flachmaterial, bei Auflagen von wesentlicher Tiefe und selbst innerhalb einer einzigen Auflage, die unterschiedliche Schneideigenschaften unter unterschiedlichen Bedingungen zutage treten läßt, nicht geeignet sein oder schlechte Ergebnisse zeitigen. In der US-PS 3 803 960 ist ein System offenbart, das eine Verbesserung gegenüber den früheren Systemen darstellt, indem ein gewisser Flexibilitätsgrad in dem Schneidprogramm dadurch geschaffen wird, daß die die Markierung digitalisierende Person besondere Schneidmesserlenkungen wie Gieren und verminderte Vorschubraten unter begrenzten Umständen abrufen kann. Das Gieren bezieht sich auf die Drehung eines Schneid-

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messers weg von einer tangential zu einer Schneidbahn oder parallel zu dem Bahn-Geschwindigkeitsvektor des Messers liegenden Stellung. Dennoch ist ein flexibleres und besser ansprechendes Steuersystem erwünscht.

Demnach ist es wünschenswert, eine automatische Schneidmaschine zu besitzen, die auf verschiedene Schneidbedingungen beim Auftreten derselben bei einem Schneidvorgang anspricht. Durch Einstellen oder Initiieren besondeisr Steuer funktionen im Verlauf des Schneidvorgangs in Erwiderung auf einen erfühlten Zustand werden die Gesamtleistung einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine und die Qualität des sich ergebenden Produktes verbessert.

Ein Steuersystem in geschlossener Schleife für eine automatisch gesteuerte Schneidmaschine ist in der US-PS 3 848 490 offenbart. Bei diesem Stand der Technik wird ein Drucksensor benutzt, um vorherige Schnitte in dem Flachmaterial in der unmittelbaren Nähe des Schneidmessers zu ermitteln,und in dem automatischen Messersteuerungsmechanismus wird eine Korrektureinstellung in Erwiderung auf Rückkoppelungs-".signale, die von dem Drucksensor erzeugt werden, vorgenommen. Die Korrektureinstellung kann die Vorschubrate vermindern, während das Schneidmesser sich über den vorherigen Schnitt hinaus bewegt, oder dem Messer können Gierungsbefehle erteilt werden, die das Messer geringfügig außer Fluchtlinie mit der gewünschten Schneidbahn im gleichen Bereich drehen.

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Ausgehend von der Überlegung,daß die den Schneidvorgang betreffenden bedeutungsvolleren Informationen von der Wechselwirkung zwischen Schneidmesser und Flachmaterial kontinuierlich abgeleitet und daß eine Korrektureinstellung und andere Arbeitsvorgänge dementsprechend reguliert werden können, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Schneidmessers in geschlossener Schleife dadurch zu schaffen, daß ein oder mehrere Schneidparameter, während das Messer sich in Schneideingriff mit dem Material vorwärts- , ■ bewegt, erfühlt und daß dann diese Parameter zum Verändern des Schneidvorgangs benutzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentanspruch angegebenen Merkmale.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial in geschlossener Schleife. Die Vorrichtung, die das Verfahren durchführt, wird von einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine gebildet, die ein Schneidmesser und einen Zuschneidetisch hat, der eine Auflagefläche bildet, auf der' das Flachmaterial in ausgebreitetem Zustand während des Schneidens * in Stellung gebracht ist. Antriebseinrichtungen bewegen das Schneidmesser und das Flachmaterial in Schneideingriff relativ zueinander, und Steuereinrichtungen sind mit den Antriebseinrichtungen verbunden, um Steuersignale zu liefern; die das Schneidmesser durch das Material entlang einer vorbestimmten Schneidbahn führen. _; .,

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Eine Fühleinrichtung ist mit dem Schneidmesser und dem Flachmaterial betriebsschlüssig verbunden, um einen Schneidparameter zu ermitteln, der durch das Messer und das Material während des Schneidvorgangs festgelegt wird, und um ein entsprechendes den Parameter darstellendes Signal zu erzeugen. Zum Beispiel erfühlt din mit dem Schneidmesser verbundener Lastsensor Kräfte, die auf dem Messer durch die Wechselwirkung zwischen Messer und Material erzeugt werden, und die Kräfte sind ein wichtiger Parameter, der die dann bestehenden Bedingungen des Schneidvorgangs aufdeckt. j =

Rückkoppelungseinrichtungen verbinden die Fühleinrichtung und die Steuereinrichtung, um zusätzliche Steuersignale zu erzeugen, und führen das Schneidmesser durch das Flachmaterial in Übereinstimmung mit dem erfühlten Schneidparameter. In Fällen, wo der Sensor ein Lastsensor ist, können die Rückkoppelungssignale aus dem Sensor dazu benutzt Werden, dem Schneidmesser eine Gierung zu verleihen, die Vorschubrate einzustellen, die Messer oder Hubgeschwindigkeit zu verändern oder andere Lenk- oder Steuerfunktionen auszuführen.

Die Fühl- und die Rückkoppelungseinrichtung liefern an die Schneidmaschine eine Messerintelligenz und gestatten ein Stattfinden von Funktionsänderungen in Echtzeit bei dem Steuersystem in.geschlossener Schleife. Der gesamte Schneidvorgang wird verbessert, und das sich ergebende Produkt kann genauer und mit Leichtigkeit unter verschiedenen Umständen zugeschnitten werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben·

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ORiÖt^AL INSPECTED

Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung sind nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine, bei der die Erfindung angewendet werden kann;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines Steuersystems in geschlossener Schleife für die Maschine bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine fragmentarische Seitenansicht, in der jedoch einzelne Teile im Schnitt dargestellt sind, eines rund um das Schneidmesser angeordneter Preßfußes mit Sensoren zum Ermitteln von Schneidparametern;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Preßfuß und die Sensoren in Fig. 3;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Schneidmessers und der Flachmaterialauflage, die Wirkung der seitlichen Belastung auf das Messer darstellend;

Fig. 6 eine fragmentarische Draufsicht auf das Schneidmesser beim Schneiden durch ein gewebtes Flachmaterial in einem Winkel zu den Fasern;

Fig. 7 eine fragmentarische Draufsicht auf die Flachmaterialauflage, das durch das Steuersystem in geschlossener Schleife in Fig. 2 verursachte automatische Lenken des Messers darstellend;

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. AS·

Fig. 8 ein Diagramm, das die Veränderung der Rate des Vorschubs veranschaulicht, die durch das

Steuersystem in gesch"¹ ossener Schleife in Fig. 2 entlang der Schneidbahn in Fig. 7 verursacht wird;

Fig. 9 ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem in geschlossener Schleife für die Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht j

Fig. 10 ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem in geschlossener Schleife bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt eine automatisch gesteuerte Schneidmaschine, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und zu der Art gehört, bei der die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Die Schneidmaschine 10 schneidet in einer Markierung Musterstücke aus einer einzelnen oder mehrschichtigen Auflage L aus Flachmaterial aus gewebten und nichtgewebten Stoffen, Papier, Pappe, Leder, Kunststoffen oder anderen Materialien. Die dargestellte Maschine ist eine numerisch gesteuerte Schneidmaschine mit einer Steuerung oder einer Datenverarbeitungsanlage 12 zum Ausüben der Funktion eines Datenprozessors, mit einem sich hin- und herbewegenden Schneidmesser 20 und einem Zuschneidetisch 22, der ein durchlässiges Vakuumbett 24 besitzt, das eine Auflagefläche bildet, auf der die Auflage ausgebreitet ist. Aus einem Programmband 16 liest die Datenverarbeitungsanlage 12 die digital dargestellten Daten, die die Umrisslinien der zuzuschneidenden Musterstücke bilden, und aus einem intern gespeicherten Schneidmaschinenprogramm erzeugt sie Maschinenbefehle, die auf den Zuschneidetisch durch ein Steuerkabel 14 übertragen werden. Am Tisch erzeugte Signale werden, wie weiter unten ausführlicher beschrieben,

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ebenfalls von dem Tisch zurück auf die Datenverarbeitungsanlage 12 über das Kabel übertragen. Während ein Programmband als maßgebliche Quelle für Schneiddaten dargestellt wurde, versteht es sich von selbst, daß andere Digitaloder Analogdaten-Eingebeeinrichtungen wie ein Linienfolgegerät, das in der zugleich eingereichten Patentanmeldung P 28 mit dem Titel: "Verfahren und

Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial mit erhöhter Genauigkeit" dargestellt und beschrieben ist, mit der gleichen Leichtigkeit verwendet werden können.

Das durchlässige Vakuumbett 24 kann aus einem geschäumten Material oder vorzugsweise aus Borsten mit oberen freien Enden bestehen, die die Auflagefläche des Tisches bilden. In die Borsten kann beim Durchqueren einer Schneidbahn P in der Auflage durch das sich hin- und herbewegende Messer ohne Beschädigung entweder des Messers oder des Tisches eingedrungen werden. Das Bett wendet ein Vakuumsystem einschließlich der Vakuumpumpe 25 an, die ausführlicher in den US-PS'en 3 495 492 und 3 765 289 beschrieben und dargestellt ist.

Obwohl in Fig. 1 nicht gezeigt, kann ein luftundurchlässiger Überzug über der mehrschichtigen Auflage L positioniert sein, um das Volumen der durch die Auflage gezogenen Luft zu vermindern. Daraufhin entzieht das Vakuumsystem dem Bett 24 und der Auflage L Luft, wie in Fig. 3 dargestellt, um' die Auflage starrer zu machen und um das Auflager zumindest in dem Bereich,in dem das Schneidwerkzeug arbeitet, stellungsgebunden fest auf dem Tisch zusammenzupressen oder zu verdichten. Eine starrgemachte Auflage neigt dazu, auf das Schneidmesser gleichförmiger zu reagieren, und sie ist daher "normalisiert".

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. Al-

Eine starrgemachte Auflage erhöht ebenfalls die Arbeitsleistung der vorliegenden Erfindung, wie weiter unten : ausführlicher beschrieben wird. ,

Das sich hin- und herbewegende Schneidmesser 20 ist über ' der Auflagefläche des Tisches mittels des X-Schlittens 26 ' und des Y-Schlittens 28 hängend angeordnet. Der X-Schlitton
26 übersetzt in der dargestellten X-Koordinatenrichtung ■ auf einem Satz von Zahnstangen 30 und 32 vor und zurück. ^: In die Zahnstangen wird durch (nicht dargestellte) Ritzel
eingegriffen,die durch einen X-Antriebsmotor 34 in Er- | widerung auf Maschinenbefehlssignale aus der Datenverarbeitungsanlage 12 gedreht werden. Der Y-Schlitten 23 j ist an dem X-Schlitten 26 für eine Bewegung relativ zu dem ! X-Schlitten in der Y-Koordinatenrichtung angebracht und ■ wird durch den Y-Antriebsmotor und eine Führungsschraube \ 38 übersetzt, die den Motor mit dem Schlitten verbindet. ; Wie der Antriebsmotor 34, so wird auch der Antriebsmotor ; 36 durch Maschinenbefehlssignale aus der Datenverarbeitung^- ; anlage (DVA) 12 erregt. Koordinierte Bewegungen der
Schlitten 26 und 28 werden durch die DVA in Erwiderung
auf die digital dargestellten Daten erzeugt, die dem · Programmband 16 entnommen werden, um das sich hin- und j herbewegende Schneidmesser entlang einer Schneidbahn P zu j

übersetzen. ■

Das Schneidmesser 20 hängt vorspringend von einer dreh- !

baren Plattform 40 herab, die an dem vorspringenden Ende j des Y-Schlittens 28 befestigt ist. Die Plattform und das
Schneidmesser werden um eine Θ-Achse (Fig. 3), die sich

längs über das zu dem Flachmaterial rechtwinklige Messer j

erstreckt, mittels eines ö-Antriebsmotors 44 (dargestellt :

in Fig. 2) der ebenfalls aus der DVA 12 gesteuert wird, j

gedreht. Der Motor 44 und die drehbare Plattform üben die ·

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OFIGlML JNSPECTED

Funktion einer Ausrichtung des Schneidmessers an jeder Stelle entlang der Schneidbahn P aus. Die drehbare Plattform 40 ist vertikal verstellbar und bewegt die scharfe vordere Schneide des Schneidmessers in und außer Schneideingriff mit dem Flachmaterial auf dem Tisch. Ein (nicht dargestellter) Höhenrichtmotor zum Bewegen der Plattform wird ebenfalls von der DVA 12 gesteuert. Das Schneidmesser wird ebenfalls durch einen Hubmotor 42, der oberhalb der Plattform 40 abgestützt wird, hin- und herbewegt. Zwecks genauerer Beschreibung eines Messerantriebs- und -tragmechanismus sei auf die US-PS 3 955 458 verwiesen.

Ein in Fig. 3 und 4 ausführlicher dargestellter Preßfuß ist mittels zweier senkrechter Ständer 52 und 54 von der drehbaren Plattform 40 herabhängend angeordnet, die mit der Plattform so gleitbar verbunden sind, daß der Preßfuß während des Schneidens unter seinem eigenen Gewicht auf dor oberen Auflageschicht ruht. Der Preßfuß umgibt das Schneidmesser 20 und besitzt einen mittigen Schlitz 56, durch welchen sich das Messer hin- und herbewegt. Das Sehneidmesser und der FuB drehen sich zusammen mit der Plattform 40 um die Θ-Achse, und deshalb wird zu jeder Zeit die gleiche Lagebeziehung zwischen dem Messer und dem Fuß aufrechterhalten. Dementsprechend sind die scharfe vordere Schneide des Messers und die flache hintere Kante in einer zentralen Ebene des Fußes zwischen den Ständen 52 und 54 ausgerichtet, und die Ständer sind stets rückwärts von dem Messer beim Vorwärtsbewegen desselben entlang einer Schneidbahn P angeordnet.

Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die einen Schneidparameter festlegende Messerintelligenz oder -information von dem Schneidmesser abgeleitet und zur DVA 12 zur Steuerung der Maschine 10 in geschlossener

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Schleife zurückgeführt, um ergänzende Maschinenbefehlssignale zu erzeugen, die die grundlegenden Maschinenbefehlssignale abgleichen oder zu ihnen hinzugefügt werden und die Bewegungen des Schneidmessers verändern oder andere Maschinenfunktionen initiieren.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Steuersystems in geschlossener Schleife und die Art, in der ein erfühlter Schneidparameter zum Lenken des Messers benutzt wird. Schneiddaten auf dem Programmband 16 oder aus einer anderen Quelle werden von dem Schneidmaschxnenprogramm, das in der DVA 12 gespeichert ist, dazu benutzt, um grundlegende oder fundamentale Maschinenbefehle zu erzeugen, die den X-Antriebsmotor 34 und den Y-Antriebsmotor 36 betreiben und das Schneidmesser relativ zu der Flachmaterialauflage entlang einer vorbestimmten Schneidbahn übersetzen, Übersetzungsbefehle, die das Schneidmesser relativ zu dem Flachmaterial vorwärtsbewegen, werden durch logische Verschiebungsschaltungen 60 erzeugt, dio in einem Linionfolgegerät od.dgl. und in einer numerischen Steuereinrichtung gefunden werden können und die eine einstellbare Vorschubratenschaltung einschließen, und werden in Form von digitalen oder analogen Signalen auf den X- und den Y- Antriebsmotor 34 und 36 über X- und Y-Antriebseinrichtungen bzw. über Verstärker 62 und 64 übertragen. Hinzu kommt, daß die logischen Winkelschaltungen 70 bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung Schneiddaten empfangen und grundlegende digitale oder analoge Signale entwickeln, die durch eine Θ-Antriebseinrichtung oder einen Verstärker 72 auf den Θ-Antriebsmotor 44 übertragen werden. Die grundlegenden Signale aus den logischen Winkelschaltungen drehen das Schneidmesser in eine Stellung, die allgemein ausgerichtet mit oder tangential zu der Schneidbahn in jeder Stelle entlang der Bahn ist. Auf diese Weise

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bestimmen die Antriebsmotoren 34, 36 und 44 vollständig die Stellung des Schneidmessers in dem Flachmaterial und die Rate, mit der das Schneidmesser und das Material relativ zueinander während des Schneidvorganges vorgesehen werden.

Um den Schneidvorgang zu überwachen und um Veränderungen an oder Hinzufügungen zu den grundlegenden Maschinenbefehlen während des Schneidens vorzunehmen, ist ein Sensor 76 für die seitliche Belastung mit dem Schneidmesser 20 verbunden und erzeugt Rückkoppelungssignale, die entweder auf eine oder beide logische Verschiebungsschaltungen 60 und die logischen Winkelschaltungen 70 für die Steuerung in geschlossener Schleife übertragen werden. Zum Beispiel kann die seitliche Belastung des Schneidmessers, die durch die Wechselwirkung zwischen Messer und Flachmaterial erzeugt wird, dazu benutzt werden, den Θ-Befehlssignalen Giersignale hinzuzufügen, wodurch das Schneidmesser geringfügig aus einer mit der Bahn fluchtenden Stellung herausgedreht wird. Das durch die logischen Schaltungen 70 erzeugte Giersignal dreht das Schneidmesser und richtet das Messer so aus, daß die Schneide geringfügig auf die Seite der Schneidbahn, von der aus die Kräfte angelegt werden, zu .gerichtet ist, um die Kräfte zu vermindern und vorzugsweise zu nullen, während sich das Messer entlang der Bahn vorwärtsbewegt.

Fig. 5 verdeutlicht das Problem, das korrigiert werden soll, wenn die seitlichen entlang beider Seiten des Schneidmessers verteilten Kräfte unausgeglichen sind. Es versteht sich von selbst, daß die seitlichen Nettokräfte F, die durch die Wechselwirkung zwischen Messer ■ und Flachmaterial entlang dem herabhängenden Ende dee Messers erzeugt werden,, das Messer ablenken oder

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in die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung verbiegen. Ohne Korrekturtätigkeit und ohne Beachtung der Genauigkeit, mit der die Servomechanismen das obere Ende des Messers festlegen, wird das Messer in der oberen Schicht der Auflage einer Schneidbahn nachfolgen, die geringfügig unterschiedlich gegenüber der Schneidbahn in der unteren Schicht ist, und die Musterstücke aus den jeweiligen Schichten werden eine geringfügig unterschiedliche Form haben. Natürlich sollten alle Musterstücke identisch sein und mit der programmierten Schneidbahn übereinstimmen.

Durch Drehen des Schneidmessers mit Giersignalen in Richtung auf die Seite der Schneidbahn, von der aus die Kräfte angelegt werden, werden die unausgeglichenen Kräfte zwischen Messer und Tuch vorzugsweise auf Null vermindert, während sich das Messer vorwärtsbewegt. Wenn die Kräfte vermindert worden sind, wird das Verbiegen des Messers und das Verschieben des Materials ebenfalls vermindert, und das Messer folgt der Schneidbahn durch das Material, wie mit größerer Genauigkeit programmiert wurde.

Zu diesem Zweck ermittelt der Sensor 76 für die s eitliche Belastung, der dem Messer zugeordnet ist, seitliche Belastungen, und Rückkoppelungssignale aus dem Sensor veranlassen die logischen Winkelschaltungen 70 in dem Θ-Befehlskanal, auf die Belastungen zu reagieren, und erzeugen Giersignale, die die Stellung des Schneidmessers in dem Flachmaterial korrigieren. Innerhalb der logischen Winkelschaltungen der DVA 12 können die Rückkoppelungssignale auf verschiedene Weise dazu benutzt werden, die Giersignale zu erzeugen, die

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die grundlegenden Θ-Befehlssignale ergänzen. Zum Beispiel können die Rückkoppelungssignale tatsächlich die Logik oder den Algorithmus verändern, der das Θ-Befehlssignal in der DVA errechnet, wie in Fig. 2 vorgeschlagen, oder die Rückkoppelungssignale können in einer getrennten Schaltungsanordnung der DVA dazu benutzt werden, ein getrenntes Signal zu erzeugen, das mit dem Θ-Befehlssignal algebraisch zusammengelegt wird, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9 gezeigt ist, das weiter unten beschrieben wird. In der Tat bewegt sich das Schneidmesser in Reaktion auf die Kräfte aufgrund der aus dem Sensor 76 abgeleiteten Information oder Messerintelligenz ohne den ungünstigen Einfluß von solchen Messerkräften und der damit verbundenen Verbiegung, durch das Flachmaterial.

In der Praxis können seitliche oder unausgeglichene,auf das Messer wirkende Kräfte eine Anzahl von Ursachen haben. Fig. 6 stellt das Schneidmesser 20 dar, wie es sich in Schneideingriff durch gewebtes Flachmaterial in einem Winkel zu'den Fasern T und F vorwärtsbewegt. Die parallelen Fasern T sind quer zu den parallelen Fasern F verlaufend dargestellt, könnten aber verschiedene geometrische Beziehungen haben, und andere Fasern könnten ebenfalls in dem Gewebe eingeschlossen sein. Es ist ersichtlich, daß die Fasern T, die in einem spitzen Winkel zu dem Messer verlaufen, durch das Messer, bevor sie geschnitten werden, geringfügig auf eine Seite geschoben werden. Wenn die Fasern verschoben werden, üben sie auf das Messer eine Reaktionskraft aus, und die Summe der Kräfte kann in einer mehrschichtigen Materialauflage wesentlich sein und den in Fig. 5 gezeigten Biegeeffekt erzeugen. Ähnliche Effekte werden bei gewirkten Stoffen

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und anderen Materialien beobachtet. Faktoren, die die in Fig» 6 dargestellte Erscheinung beeinflussen, schließen die Winkelbeziehung zwischen Schneidmesser und Fasern, den Schärfungswinkel, die Messerschärfe, die Größe und die Form und die Stärke der Fasern ein.

Eine andere Ursache für unausgeglichene auf das Schneidmesser ' wirkende. Kräfte; hängt mit der Auflage zusammen. Schlaffes Flachmaterial neigt dazu, einen schwächeren Druck öder eine kleinere Unterstützung auf der Seite des Messers zu schaffen, die sich dicht an der Auflagekante oder einer Öffnung innerhalb der Auflage wie einem vorausgegangenen Schnitt befindet. Zum Beispiel ist in Fig. ein Schneidmesser 20 in aufeinanderfolgenden Stellungen entlang einer Schneidbahn Pl dargestellt, während sich das Messer in dichter Nachbarschaft zu einem vorher gemachten Schnitt auf der Schneidbahn P2 bewegt. In der Nähe des vorherigen Schnittes entlang der Schneidbahn P2 kann das Flachmaterial zwischen den Bahnen leichter nachgeben und die seitliche Unterstützung an der einen Seite des Messers in der Nähe der Bahn P2 vermindern.

Mit dem Sensor für die saitliche Belastung, der in dem Steuersystem in geschlossener Schleife, wie in Fig. 2 dargestellt, geschaltet ist, bewegt sich das Schneidmesser in Fig. 7 auf den Punkt der dichtesten Annäherung zu, wobei es geringfügig ausser Fluchtlinie mit der Schneidbahn Pl und von dem vorherigen Schnitt weggedreht wird, und zwar aufgrund der schwächeren Unterstützung auf der linken Seite des Messers und der größeren Belastung auf der rechten Seite. Der größte Gierungsgrad wird an dem zu der Schneidbahn P2 dichtesten Punkt beobachtet, um der größten Unausgeglichenheit der an diesem Punkt

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auf das Messer wirkenden seitlichen Kräfte entgegenzuwirken. Danach verschwindet das Gier-Korrektursignal nach und nach, während das Messer entlang der Schneidbahn Pl fortschreitet und sich von der Schneidbahn P2 entfernt. Die dargestellten Gierwinkel des Schneidmessers sind zum Zwecke der Erläuterung übertrieben dargestellt und wurden im allgemein 10 nicht überschreiten, aber Winkel in der Größe von 25 oder mehr können in bestimmten Fällen verwendet werden. Es versteht sich, daß manchmal vorzugsweise lieber von dicht nebeneinanderliegenden als von sich berührenden Musterstücken Gebrauch gemacht wird» Wenn sich die Bahnen in Fig. 7 berührt hätten, würde das Messer in den vorherigen Schnitt auf der Bahn P2 nahe dem Berührungspunkt hineinrutschen und würde an diesem Punkt keine seitliche Belastung erfahren. Mit einer nur von dem Sensor 76 für die seitliche Belastung abgeleiteten Gierkorrektur würde keine Korrekturgierung mehr verfügbar sein, um das Messer solange auf das Folgen der Bahn Pl zurückzubringen, bis sich das Messer im Schnitt entlang der Bahn P2 über den Berührungspunkt hinaus bewegt hat. Bei einer Bedingung der dichten Annäherung wird, wie dargestellt, eine Korrekturgierung an allen Punkten innerhalb der Nähe der Bahn P2 auferlegt, und ee herrscht ein genaueres Schneiden vor.

Aus Fig. 2 geht auch hervor, daß die Kraft-Rückkoppelungesignale aus dem Sensor 76 ebenfalls an die logischen Verschiebungsschaltungen angelegt werden. Innerhalb der Schaltungen 60 befehlen die Rückkoppelungesignale eine Verminderung der Rate des Vorschübe entlang der Schneidbahn unter den gleichen Umständen, die di· Gierbefehle

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in den logischen Winkelschaltungen erzeugen. Die verminderte Vorechubrate gestattet es« daß Gierkorrekturen trotz einer Verzögerung in dem Θ-Kanal-Servosystem dort vorgenommen werden, wo sie entlang der Schneidbahn gebraucht werden, und vermindert des weiteren den Gesamtbelastungsfaktor in dem Schneidmesser an den kritischen Punkten entlang der Schneidbahn. In Fig. 7 wird somit die Rate des Vorschubs des Schneidmessers 20 entlang der Bahn Pl verringert, während das Messer sich in engster Nachbarschaft zu dem vorherigen Schnitt auf der Schneidbahn P2 bewegt, und vergrößert, nachdem der Punkt der dichtesten Annäherung passiert worden ist. Der Wechsel im Geschwindigkeitsprofil oder in'der Vorschubrate des Schneidmessers ist, während sich das Messer an dem Punkt der dichtesten Annäherung vorbei bewegt, in dem Geschwindigkeits-Verschiebungs-Diagramm in Fig. 8 dargestellt. Die kleinste Geschwindigkeit stimmt mit dem Punkt der Schneidbahn Pl überein, der der Schneidbahn P2 am nächsten liegt.

Wie oben angegeben, können die Verschiebungs- und die O-Befehlsaignale durch den Schneidparameter, der durch den Sensor 76 ermittelt wurde, entweder einzeln oder kombiniert abgeändert werden. Darüber hinaus kann der erfühlte Schneidparameter dazu benutzt werden, andere gesteuerte Variable, wie die Messergeschwindigkeit oder die Hubrate, zu korrigieren oder abzuändern.

Da· Erfühlen von Meaaerkräften kann durch einen Messer-Führungs-Mechanismus in dem Preßfuß 50 in Fig. 3 und 4 erreicht werden. An dem Preßfuß ist eine kreisrunde Einbauplatte 80 befestigt, die zwei Führungsrollen 82 und trügt« die an den gegenüberliegenden Seiten des Schneid messer« 20 in rollendem Kontakt mit dem Messer angeordnet

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sind. Auf diese Weise behält die Platte 80 eine feste Stellungsbeziehung seitlich vom Messer bei und folgt den seitlichen Bewegungen des Messers nach.

Ein erschütterungsfreier Aufsatz 86 für die Platte 80 ist am Preßfuß 50 durch Bolzen 88 und 90 befestigt und weist zwei elastische Arme 92 tind 94 auf, die auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Platte 80 befestigt sind. Die Federkonstante der Arme 92 und 94 ist relativ hoch gemacht, so daß die Rollen 82 und 84 eine gewisse seitliche Starrheit zum Schneidmesser hin schaffen, aber gleichzeitig eine begrenzte seitliche Verschiebung des Messers unter Belastung erlauben. Somit sind die Verschiebungen der Platte 80 direkt proportional den an das Messer angelegten Belastungen und ein Stellungswandler 96 in Form eines linearvariablen Differential-Transformators (LVDT) kann als der Sensor 76 für die seitliche Belastung in Fig. 2 dienen.

Die Erfindung wird ebenfalls vorteilhaft in Verbindung mit dem durchlässigen Vakuumbett der Schneidmaschine in Fig. 1 verwendet. Wenn die Auflage L aus Flachmaterial durch das angelegte Vakuum zumindest in der Gegend des Messers starrgemacht worden ist, werden die zwischen Messer und Material wirkenden Kräfte schneller erzeugt und sind für einen gegebenen Fahler größer. Folglich haben die Kraft-Rückkoppelungssignale eine höhere Signalqualität oder -klarheit; und das Steuersystem in geschlossener Schleife kann aufgrund des klareren Signale ein verbessertes Ansprechen hervorrufen. Weiterhin helfen die elastischen Borsten in dem Bett 24, die Kräfte auf das Messer über das Material zu entwickeln. Die freien

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Enden der Borsten verhindern, daß das Material auf der Auflagefläche des Tisches rutscht und biegen sich elastisch mit dem Material um, wenn Kräfte zwischen dem Messer und den untersten Auflageschichten erzeugt werden. So hält die elastische Hemmung der Schichten durch die Borsten das Material fest und hilft bei der Entwicklung der Kräfte auf das untere Messerteil besonders dann, wenn das Material sehr schlaff und unfähig ist, in einer Ebene verlaufende Druckkräfte zu übertragen.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des Steuersystems in'geschlossener Schleife ist in Fig. 9 dargestellt, wo gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie oben tragen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Winkel dee S_chneidmessers zuerst aus den Schneiddaten 16 durch die Winkellogik 70 errechnet und dann sowohl durch ein zeitlich abgestimmtes Gierprogramm 98 als auch durch das dynamische Giersignal abgeändert oder ergänzt, das aus dem Sensor 76 für die zeitliche Belastung, der mit dem Schneidmesser verbunden ist, abgeleitet wird. Das Kraftsignal aus dem Sensor wird zu einer Gier-Korrektur-Schaltung 100 zurückgeführt, die das von den logischen Gierschaltungen 70 unabhängige Giersignal erzeugt. Dieses aus dem Sensor abgeleitete Giersignal wird mit einem grundlegenden O-Befehlssignal und einem zeitlich abgestimmten Giersignal an einer Summierverknüpfung 102 zusammengelegt. Das zeitlich abgestimmte Giersignal kann aus einem gespeichertem Programm gelesen werden, das vorher in der DVA 12 festgesetzt wird, wie z.B. eher aus einer Funktion der Geometrie der Schneidbahn als aus

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einem variablen Parameter, wie den seitlichen Kräften, die von dem Sensor 76 ermittelt werden. Andere zeitlich abgestimmte Giersignale und das Verfahren um solche Signale zu erhalten, sind ausführlicher in den zugleich eingereichten Patentanmeldungen P 28 .. ... und P 28 beschrieben und erläutert.

Die an der Summierverknüpfung 102 zusammengelegten Signale bilden ein einzelnes Maschinenbefehlssignal, das auf die Antriebseinrichtung 72 übertragen wird, um den G-Antriebsmotor 44 zu betreiben und das Messer so auszurichten. Wenn ein zeitlich abgestimmtes Gieren in Verbindung mit dem aus Messerkräften abgeleiteten Gieren verwendet wird, sollte es klar sein, daß das zeitlich abgestimmte Gierprogramm, wenn es richtig ausgewählt worden ist, meistens die Primärkorrekturen zur Verminderung der Messerbelastung liefern sollte, und begrenztere und feinere Korrekturen werden durch die Rückkoppelungssignale aus dem Lastsensor bewirkt. Somit kann das Steuersystem in geschlossener Schleife sowohl allein als auch in Verbindung mit anderen Korrektursystemen benutzt werden, um die Schnittgenauigkeit zu erhöhen.

Das Giersignal aus der Korrekturschaltung 100 wird des weiteren einer Gierungsratenschaltung 104 zugeführt. Das Ausmaß der Gierungsveränderung wird durch die Schaltung 104 abgeleitet und anstelle des Rück« koppelungssignals auf die logischen Verechiebungsechaltungen 60 übertraten,um die Vorschubrate des Schneidmeseers entlang der Schneidbahn zu vermindern. Somit vermindern die Verechiebungebefehleeignale aus ,

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den Schaltungen 60, wann immer Gierkorrelcturen vorgenommen werden, die Vorschubrate des Schneidmesser, und die Verminderung ist proportional dem Ausmaß der Veränderung des abgeleiteten Gierens.

Fig. 10 stellt noch ein anderes Ausführungsbeispiel des Steuersystems in geschlossener Schleife dar, und abermals tragen gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie die oben erwähnten. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Parameter des Schneidvorgangs durch einen Längsbelastungssensor 110 überwacht, der an das Schneidmesser angelegte nach rückwärts gerichtete Kräfte ermittelt, während es sich entlang einer Schneidbahn vorwärtsbewegt. Die nach rückwärts gerichteten Kräfte weisen auf eine Anzahl von Schneidparametern hin wie die Schärfe des Schneidmesser a , eine gebrochene Klinge, die Dichte oder Zähigkeit des Flachmaterials, die Tiefe der Flachmaterialauflage und eine Öffnung in der Auflage, wie eine solche an einem vorherigen Schnitt oder der Kante der Auflage.

Der Längebelastungssensor 110 bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel der Steuerung wird dazu benutzt, um die Rate des Vorschubs bei den logischen Verschiebungsechaltungen 60 zu verändern und auch dazu, um den Betrieb einer Messerschärfer-Steuereinrichtung 112 über einen Höhendetektor 114 zu initiieren. Die logischen Verschiebungsschaltungen 60 sprechen auf die Rückkoppelungssignale aus dem Sensor 110 dadurch an, daß sie die Vorschubrate des Schneidmessers entlang der Schneidbahn auf die gleiche Weise wie die Lasteignale beim Ausführungsbeispiel in Fig. 2 vermindern. Die verminderte Rate des Vorschubs veranlaßt das sich hin- und herbewegende Schneidmesser, mehr Schneidhübe pro Längeneinheit der Schneidbahn vorzu-

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nehmen, was die Schneidlast erleichtert und gleichzeitig die durch die Längsbelastung des Messers verursachte Beanspruchung vermindert. Ein solches Ansprechen des Steuermechanismus gleicht ebenfalls automatisch die Vorschubrate des Schneidmessers gemäß Schwierigkeit oder Zähigkeit des gerade geschnitten Flachmaterials, der Höhe der Auflage und der Schärfe der Schneide des Schneidmessers ab. Falls erwünscht, kann die Verschiebungslogik darauf begrenzt werden, die Geschwindigkeit des Schneidmessers nur oberhalb eines vorher ausgewählten Kraftniveaus zu vermindern.

Die logischen Verschiebungsschaltungen können ebenfalls dazu geeignet sein, die Geschwindigkeit des Schneidmessers unterhalb eines vorher ausgewählten Kraftniveaus zu vermindern. Zum Beispiel ist es wünschenswert, die Geschwindigkeit zu vermindern, wenn ein Schneidmesser die Kante der Flachmaterialauflage erreicht, oder sich einem vorherigen Schnitt in der Mitte der Auflage nähert, während das Schneidmesser sich gerade mit maximaler Geschwindigkeit bewegt. Darüber hinaus sollten der X- und der Y-Schlitten vollständig anhalten, wenn die Klinge bricht und die nach rückwärts gerichtete Kraft völlig verschwindet. Somit können die logischen Verschiebungsschaltungen mehrere Höhendetektoren enthalten, um einen Bereich der nach rückwärts gerichteten Kräfte zu umspannen, in dem die Messertätigkeit erwartet wird.

Das Rückkoppelungssignal der nach rückwärts gerichteten Kraft, das an die logischen Verschiebungsschaltungen angelegt wird, wird des weiteren an den Höhendetektor 114 angelegt,um ein Klinge-Stumpf-Signal zu erzeugen, wann immer die Kräfte eine vorbestimmte Höhe über-

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schreiten, die oberhalb derjenigen liegt, bei der eine Veränderung in der Vorschubrate des Schneidmessers verursacht wird. Das Klinge-Stumpf-Signal wird an die Schärfer-Steuereinrichtung 112 geliefert, um die Tätigkeit eines solchen Messerschärfers zu initiieren. Da Messerschärfen gewöhnlich nicht eher ausgeführt wird, als das Schneidmesser einen geeigneten Haltepunkt entlang der Schneidbahn erreicht hat, wie einen spitzen Winkel oder eine scharfe Ecke, die ein Aussereingriffbringen des Messers mit dem Flachmaterial erfordert, kann das Klinge -Stumpf-Signal dazu benutzt werden, die Schärfersteuereinrichtung bei dem nächsten Außereingriffbringen des Messers auf ihre Tätigkeit einzustellen.

Das Signal der nach rückwärts gerichteten Kraft kann des weiteren zum Regulieren der Messergeschwindigkeit oder der Hubrate benutzt werden als Alternative zur oder in Verbindung mit der Vorschubratensteuerung. Im allgemeinen weisen stärkere rückwärtige Kräfte auf ein schwierigeres Schneiden aufgrund von schwererem oder zäherem Flachmaterial und dickeren Auflagen hin. In solchen Situationen ist eine größere Anzahl von Hüben pro Verschiebungseinheit erwünscht, und das Rückkoppelungesignal aus dem Last3ensor 110 liefert ohne weiteres die notwendige Information, um die Geschwindigkeit des Hubmotors 42 (Fig. 1) zu regulieren. Wenn die Verminderung der nach rückwärts gerichteten Kräfte an der Kante einer Auflage eine Verminderung der Rate des Messervorschubs durch das Material erfordert, kann das Rückkoppelungesignal in einem solchen Fall ebenfalls die Hubrate vermindern, um die durch das Schneidmesser erzeugte Wärme zu begrenzen und dadurch ein Schmelzen oder Brennen des Flachmaterials zu verhindern. Selbstver ständlich könnte ein Meseer-Temperatursensor die gleiche

Funktion ausüben.

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•39.

Eine Fühleinrichtung zum Ermitteln von an das Schneidmesser angelegten, nach rückwärts gerichteten Kräften ist weiterhin innerhalb eines Preßfußes 50 in Fig. 3 und als Teil des Messer-Führungsmechanismus dargestellt. Eine Führungsrolle 120 wird an der flachen hinteren Kante des Schneidmessers durch ein Joch 122 getragen, das auf den Ständern 52 und 54 des Preßfußes befestigt ist. Das Joch schließt elastische Arme 124 und 126 ein, die Federkonstanten aufweisen, die so ausgewählt sind, daß sie eine begrenzte nach rückwärts gerichtete Verschiebung des Führungsrades 120 und des Schneidmessers 20 erlauben, wenn nach rückwärts gerichtete Kräfte andas Messer angelegt werden. Ein Stellungswandler 128 in Form eines anderen linearvariablen Differentialtransformators (LVDT) ermittelt die Verschiebung des Joches und des Messers und erzeugt ein Signal, das sowohl der Verschiebung als auch der nach rückwärts gerichteten Kraft proportional ist. Demnach haben das Joch und der Wandler den gleichen Wert wie der Lastsensor 110 in Fig. 10 und liefern ein zur Verwendung durch die logische Verschiebungsschaltungsanordnung 60 und den Höhendetektor 114 geeignetes Rückkoppelungssignal.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß eine automatisch gesteuerte Schneidmaschine in verschiedenen Ausführungebeispielen eines Steuersystems in geschlossener Schleife offenbartworden ist, das auf Schneidparameter während eines Schneidvorgangs anspricht. Die aus den Schneidparametern abgeleitete -Intelligenz wird in das Steuer system in geschlossener Schleife zurückgeführt und ver ändert oder zu den grundlegenden Maschinenbefehlen hinzugefügt, um das Schneiden mit größerer Genauigkeit, Wirksamkeit und Leichtigkeit auszuführen. Schneidparameter«

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die nützliche Intelligenz betreffend die Wechselwirkung zwischen Schneidmesser und Flachmaterial liefern, schließen seitliche Kräfte, die im allgemeinen quer zu der Schneidbahn gerichtet sind ,und nach rückwärts gerichtete, im allgemeinen in Fluchtlinie mit der Schneidbahn befindliche Kräfte ein. Die dem Schneidmesser über seinen Betätigungsmechanismus mitgeteilte Energie oder Kraft kann ebenfalls durch die Spannung überwacht werden, und der zum Antreiben des Hubmotors 42 benötigte elektrische Strom und noch andere Schneidparameter wie das Drehmoment, die Temperatur und die Wärme können einzeln oder in Kombination bedeutungsvolle Informationen für die Steuerung in geschlossener Schleife liefern. Sobald ein Schneidparameter ermittelt worden ist, können Rückkoppelungssignale, die auf den Parameter bezogen sind, durch das Steuersystem in ge schlossener Schleife verarbeitet werden, um die Schneidtätigkeit entweder entsprechend einer linearen oder nichtlinearen Funktion abzuändern.

Während die vorliegende Erfindung anhand einer Anzahl von Ausführungsbeispielen offenbart wurde, können weitere Abänderungen und Auswechselungen vorgenommen werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Verschiedene Arten von Fühleinrichtungen können benutzt werden, um die Schneidparameter zu erfühlen. Zum Beispiel kann anstatt der Stellungewandler, die die durch die Kräfte bewirkte Ablenkung des Schneidmessers messen, ein Dehnungsmesser außerhalb oder innerhalb des Messers oder seiner Tragkonstruktion zu demselben Zweck befestigt sein. Selbstverständlich können auch andere Sensortypen wie optische, thermische, kapazitive oder magnetische Sensoren benutzt werden. Während die dargestellten und beschriebenen Sensoren

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direkter dem Schneidmesser zugeordnet sind, kann die Wechselwirkung zwischen Messer und Flachmaterial gleiche oder bedeutendere Wirkungen auf das Flachmaterial haben, und somit können enger mit dem Material verbundene Sensoren benutzt werden. Die Erfindung ist auch bei anderen Schneidmessertypen nützlich wie in der US-PS 3 245 dargestellte Messer, die mit einem Fuß zusammenarbeiten, der eich unter der Auflage auf einem nicht durchlässigen Bett bewegt. Das Steuersystem in geschlossener Schleife kann intermittierend aktiviert werden oder eine verbesserte Korrektur in Erwiderung auf Signale liefern, die kritische Schneidstellen identifizieren wie Berührungspunkte oder Punkte dichter Annäherung. Zum Beispiel kann in Systemen, die Linienfolgegeräte benutzen, ein Berührungspunkt durch das Linienfolgegerät identifiziert werden, wenn die Berührung erkennbar wird, und das Linienfolgegerät kann die Erwiderung auf das Rückkoppelungssignal aus dem Schneidmesser verstärken, um den Betrag des durch die Messerkräfte erzeugten Gierens oder der Verlangsamung zu vergrößern. Selbstverständlich kann in anderen Systemen die Identifikation von kritischen Stellen aus anderen Quellen erhalten werden, wie aus einem automatischen Markierungserzeuger, der die Positionierung der Musterstücke in einer Markierung festsetzt,oder dem Steuercomputer 12, der die digital dargestellten Daten verarbeitet und die Maschinenbefehle erzeugt. Dementsprechend ist die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsformen > eher zum Zwecke der Veranschaulichung als der Beschränkung beschrieben und dargestellt worden.

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Claims

Patentansprüche

1. Automatisch gesteuerte Schneidmaschine zum genauen Schneiden von schlaffem Flachmaterial mit einem Schneidmesser, mit einem eine Auflagefläche bildenden Zuschneidetisch, auf der das Flachmaterial zum Schneiden durch das Schneidmesser in ausgebreitetem Zustand positioniert wird, mit einem Motor zum Bewegen des Schneidmessers und des Flachmaterials relativ zueinander in Schneideingriff und mit Steuereinrichtungen, die mit dem Motor verbunden sind und dem Motor Steuersignale zum Führen des Schneidmessers durch das Material entlang einer vorbestimmten Schneidbahn liefern, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Sensor (76 oder 110) mit dem Schneidmesser und dem Flachmaterial betriebsschlüssig verbunden ist, um einen Schneidparameter, der während eines Schneidvorganges durch das Schneidmesser und das Material erscheint, zu ermitteln und um ein entsprechendes Signal zu erzeugen;

. und daß

- eine Rückkoppelungsschleife den Sensor und die Steuereinrichtung für die Erzeugung zusätzlicher Steuersignale miteinander verbindet, um das Schneiden des Materials durch das Messer entlang der vorbestimmten Schneidbahn in Erwiderung auf den erfühlten Schneidparameter zu regulieren.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (76 oder 110) ein Lastsensor ist, um die von dem Material an das Messer angelegten Kräfte zu erfühlen.

3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastsensor (76) mit dem Messer verbunden ist, um an das Messer angelegte seitliche Belastungen zu ermitteln.

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2§17674

4. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastsensor (110) mit dem Schneidmesser verbunden ist, um an das Messer in seiner Längsrichtung angelegte Belastungen zu ermitteln.

5. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Messerführung, die das Messer entlang einer im allgemeinen rechtwinklig zum Flachmaterial verlaufenden Achse unterstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (76 oder 110) zwischen der Messerführung und der Schneidmaschine eingefügt ist, um die Belastungen des Messers während des Schneidens zu ermitteln.

6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 5 mit einem das Schneidmesser umgebenden Preßfuß, der auf dem Flachmaterial während des Schneidens aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerführung und der Kraftsensor (76 oder 110) im Preßfuß angebracht sind.

7. Vorrichtung zum ganauen Schneiden von Flachmaterial nach Anspruch 1, wobei

sich das Schneidmesser durch das Flachmaterial entlang einer zu dem Material im allgemeinen rechtwinkligen Achse erstreckt und ein Ausrichtmotor das Messer und das Flachmaterial relativ zueinander um die rechtvinklig verlaufende Achse dreht, um das Messer entlang der Schneidbahn an jeder Stelle auszurichten, dadurch gekennzeichnet,

der mit dem Schneidmesser verbundene Sensor (76) einen die Belastung darstellenden Schneidparameter ermittelt, die dem Schneidmesser während des Schneidens von dem Flachmaterial auferlegt wird, und daß die Rückkoppelungsschleife mit dem Ausrichtmotor verbunden ist, um das Schneidmesser in Übereinstimmung mit dem ermittelten Parameter auszurichten.

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8. Schneidvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (76) Seitenbelastungen auf dem Schneidmesser und an der Rückkoppelungsschleife ermittelt, und daß der Aüsrichtmotor das Schneidmesser in eine Richtung dreht, die die Seitenbelastungen vermindert.

9. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (76 oder HO) auf einen Schneidbelastungsparameter anspricht, der durch die Wechselwirkung zwischen Flachmaterial und Schneidmesser beeinflußt wird.

10. Schneidvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Steuereinrichtungen, die das...Schneidmesser entlang der vorbestimmten Schneidbahn führen» die Rate des Vorschubs für das Schneidmesser entlang der Bahn festsetzen, dadurch g e k e η η ζ e ic hnet, daß der Sensor (76 oder 110) und die Rückkoppelungsschleife mit der Steuereinrichtung verbunden sind, um die Vorschubrate in Zusammenwirkung einzustellen.

11. Automatisch gesteuerte Schneidmaschine nach Anspruch 1, mit einem sich hin und her bewegenden Schneidmesser, dadurch gekennzeichnet ,daß

der Zuschneide tisch ein durchdringbares Vakuumbett besitzt, das die Auflagefläche bestimmt, auf der das Material ausgebreitet wird, wobei durch das Schneidmesser, während es sich beim Schneiden hin und her bewegt, in das Bett eingedrungen werden kann.

12. Schneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Messerablenkung ermittelt.

13. Schneidmaschine nach Anspruch 1, welche programmierte Schneidsteuereinrichtungen zum Erzeugen grundlegender Maschinenbefehlssignale ein-

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schliaßt, um das Schneidmesser tangential entlang einer vorbestimmten Schneidbahn zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (76 oder 110) und die Rückkoppelungsschleife Rückkopp elungs signale entwickeln, die einen Schneidparameter, der durch die Wechselwirkung zwischen Schneidmesser und Flachmaterial beeinflußt wird, darstellen, und daß die Schneidsteuereinrichtungen die Rückkopp elungs signale empfangen und ergänzende Maschinenbefehls signale erzeugen, welche die grundlegenden Signale und Bewegungen des Schneidmessers abändern.

14. Schneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen einen festgelegten Zeitplan von zusätzlichen Steuersignalen einschließen und daß die Rückkoppelungsschleife mit den Steuereinrichtungen verbunden ist und Rückkoppelungssignale liefert, um ausgewählte zusätzliche Steuersignale in dem Zeitplan zu identifizieren.

15. Verfahren zum Schneiden von Flachmaterial mit einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine, die ein Schneidwerkzeug besitzt, wobei das Verfahren das Erzeugen von grundlegenden Maschinenbefchlssignalen ein schließt, um das Schneidwerkzeug und das Flachmaterial relativ zueinander entlang einer vorbestimmten Schneidbahn mit dem Schneidwerkzeug in Schneideingriff mit dem Flachmaterial zu überset zen, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Schneidparameter erfühlt wird, der die Wechselwirkung zwischen Schneidwerkzeug und Material, während das Werkzeug und das Material sich relativ zueinander in Schneideingriff übersetzen, darstellt; daß

- zusätzliche Maschinenbefehlssignale in Übereinstimmung mit dem erfühlten Schneidparameter, während das Werkzeug und das Material sich entlang der Schneidbahn übersetzen, erzeugt werden;

- und daß das Schneiden des Flachmaterials durch das Werkzeug entlang

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der Schneidbahn mit den zusätzlichen Maschinenbefehls Signalen gesteuert wird*

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, einen Schneidparameter zu erfühlen, das Erfühlen von Kräften einschließt, die zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Flachmaterial erzeugt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, zusätzliche Befehls signale zu erzeugen, das Erzeugen einer verminderten Vorschubrate umfaßt,und daß der Schritt des Steuerns das Steuern der Rate der Relativbewegung des Werkzeugs und des Materials entlang der Schneidbahn mit der verminderten Vorschubrate umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 15,bei dem

- das Schneidwerkzeug ein Schneidmesser ist;

- der Schritt, grundlegende Maschinenbefehlssignale zu erzeugen, das Erzeugen von Messer-Ausrichtungs-Befehlssignalen zum Drehen des Schneidmessers um eine zu dem Material rechtwinklig verlaufende Achse einschließt, um das Messer relativ zu der Schneidbahn an jeder Stelle derselben auszurichten, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erfühlens das Erfühlen der Kräfte umfaßt, die durch das Flachmaterial an die Messerseite angelegt werden; und daß der Schritt,zusätzliche Maschinenbefehlssignale zu erzeugen , das Abändern der Messer- Ausrichtungsbefehle in Übereinstimmung mit den erfühlten Kräften umfaßt, um das Schneidmesser auf die Seite der Schneidbahn zu richten, von der aus die erfühlten Kräfte angelegt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der

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Schritt, die Messerausrichtungsbefehle abzuändern, das Abändern der Befehle an jeder Stelle entlang der Schneidbahn einschließt, um mit dem Vorrücken des Messers entlang der Schneidbahn die Seitenkräfte zu nullen.

20. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem

der Schritt, grundlegende Maschinenbefehle zu erzeugen, das Erzeugen von Verschiebungssignalen einschließt, die die Geschwindigkeit, in der das Schneidmesser und das Flachmaterial relativ zueinander vorrücken, festsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt, zusätzliche Befehle zu erzeugen, das Erzeugen von Befehlen einschließt, die die Geschwindigkeit, in welcher das Messer und das Material relativ zueinander vorrücken, vermindern, und zwar in Erwiderung auf die erfühlten Seitenkräfte.

21. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem

der Schritt, grundlegende Maschinenbefehle zu erzeugen, das Erzeugen von Verschiebungssignalen einschließt, die das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Werkzeugs und des Flachmaterials relativ zueinander entlang der Schneidbahn festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Schritt, einen Schneidparameter zu erfühlen, auch einschließt, Kräfte, die von hinten an das Schneidwerkzeug durch das Flachmaterial angelegt werden, zu ermitteln, während das Werkzeug und das Material vorgerückt werden; und daß

- der Schritt, die Relativbewegung zu steuern, einschließt, die Vorrückgeschwindigkeit des Werkzeugs und des Materials als Funktion der erfühlten, nach rückwärts gerichteten Kräfte abzuändern.

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22. Verfahren nr.ch Anspruch .2-1 > dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Abänderns einschließt, die Vorrückgeschwindigkeit zu vermindern, sobald die nach rückwärts gerichteten Kräfte ein vorher ausgewähltes Kraftniveau überschreiten.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Abänderns einschließt, die Vorrückgeschwindigkeit zu vermindern, sobald die nach rückwärts gerichteten Kräfte ein vorher ausgewähltes Kraftniveau unterschreiten.

4. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich η et, daß

- der Schritt des Erfühlens einschließt, die Materialkraft, die von hinten gegen das vorrückende Werkzeug gerichtet ist, zu erfühlen ; und daß

- ein zusätzlicher Schritt einschließt, ein W?rkzeug-Stumpf-Signal zu erzeugen, sobald die nach rückwärts gerichteten Kräfte ein vorgegebenes Niveau überschreiten.

25. Verfahren nach Anspruch 15, dadu r c.h gekennz eichnet, daß das Flachmaterial zum Schneiden in einer mäiischichtigen Auflage ausgebreitet wird und daß Luft aus der Auflage evakuiert wird, um das Material zusammenzudrücken und starr zu machen, damit der Schneidparameter genauer ermittelt werden kann.

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