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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen
Zuschneiden von Zuschnitten aus gemustertem Gewebe
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 3.
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NC-gesteuerte integrierte Systeme zum Zuschneiden von
Stoffen sind bereits weit verbreitet. Diese Systeme
sind meist mit einem digitalen Prozessor oder Rechner
ausgestattet, der die zentrale Steuereinheit für die
zugehörigen Untersysteme bildet; ein Digitalisierer
dient zur Speicherung von numerischen Informationen im
Speicher des Rechners, die der Geometrie des Zuschnitts
bzw. der zu schneidenden Muster entsprechen.
Desweiteren sind Programme und Vorrichtungen vorhanden,
mit denen die gespeicherten Daten verarbeitet und die
Verteilung der zuzuschneidenden Zuschnitte vorgenommen
werden kann. Eine derartige Anlage enthält eine oder
mehrere NC-gesteuerte Zuschneidemaschinen, die generell
jeweils einen Schneidetisch aufweisen, auf dem der zu
schneidende Stoff aufgelegt wird und über den ein
motorgetriebener Schneidkopf bewegbar ist, dessen
Antrieb über den Zentralrechner gesteuert wird und der
die entsprechenden Schneidwerkzeuge (Messer, Laser,
Wasserstrahl, Plasma usw.) aufweist.
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Solche Systeme sind im britischen Patent 993 705 von
Derek Parker, im US-Patent 3 715,945 von Takashi
Mochizuku u. a. oder im spanischen Patent 489 476 von
Juan Sellabona beschrieben.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Systeme für
das Zuschneiden aus gemusterten Stoffen, wie
beispielsweise Karomuster, Streifen oder anderen
Druckmustern trotz eines integrierten Markierungsystems
aus im wesentlichen drei Gründen als ungeeignet
erwiesen haben:
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1. Das Muster im Stoff muß zwangsläufig eine bestimmte
rage beim Zuschneiden der einzelnen Zuschnitte
aufweisen, damit das aus den einzelnen Zuschnitten
gefertigte Endprodukt (beispielsweise Zuschnitte für
die Bekleidungsindustrie, ein Kleidungsstück) das
Muster gleichmäßig oder symmetrisch wiedergibt.
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2. Da ein Gewebe nicht steif ist, kann das Muster
leicht verrutschen. Bei Karos oder Streifenmustern
verlaufen beispielsweise die Linien nicht ganz gerade
oder die Karos werden nicht geometrisch genau
übertragen. Bei gemusterten Stoffdrucken wird der
Rapport für die Mustertreue nicht eingehalten. Diese
Abweichungen erfordern eine exakte Vorausberechnung der
Position des Musters im Gewebe bevor dieses aufgelegt
wird. Es ist also nicht möglich, die Zuschnitte auf der
Stoffbahn derart präzise zu verteilen, daß auch nach
dem Auflegen das Muster beim Zuschneiden des Stoffes
immer die genaue Position einnimmt.
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3. Wegen des leichten Verrutschens ist es besonders
schwierig bei mehreren übereinanderliegenden und in
einem Arbeitsgang zu schneidenden Gewebelagen die
Mustertreue durchgehend in allen jagen sicherzustellen.
Dies ist nur durch äußerst komplizierte Auflegemethoden
erreichbar, durch Verwendung von Nadeln, die in die
Gewebelagen gesteckt werden, um die Mustergenauigkeit
zu fixieren. In vielen Fällen lassen diese speziellen
Auflegeverfahren ein automatisches Zuschneiden der
Stoffe dann nicht mehr zu und sie müssen stattdessen
manuell aufgelegt und zugeschnitten werden.
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Beim Zuschneiden von gestreiften Stoffen verwendet man
bekanntlich ein "on-line" Plaid- oder Karo-
Ausmeßsystem, das die Informationen über die
Verschiebungen im jeweiligen Zuschnitt liefert. Aus
diesen Informationen errechnet der Schneidrechner die
Korrektursignale für die programmierten Schneiddaten,
damit die richtige Ausrichtung der Streifen im fertigen
Kleidungsstück trotz Verschiebungen des Plaid-Stoffes
beibehalten wird. Damit das Verschieben der einzelnen
Stücke gegenüber den vorprogrammierten Daten
entsprechend den Korrektursignalen überhaupt möglich
ist, muß an der Kontur jedes Zuschnittes eine
Stoffzugabe angesetzt werden, die der maximal möglichen
Verschiebung entspricht. Der Zuschneiderechner
positioniert die Teile innerhalb der Sicherheitsmargen
neu und zwar entsprechend den Daten, die von dem
gattungsgemäßen "on-line" Plaid-Meßsystem geliefert
werden. Zu diesem Zweck wird das Plaid-Material auf der
sich bewegenden Fläche eines geeigneten Förderers über
eine handelsübliche Legevorrichtung mit einem
Streifentaster aufgebracht, beispielsweise ein
geschlossenes Servosystem, das sich an einem bestimmten
Streifen im Plaidstoff orientiert (locks-on) und den
Stoff so positioniert, daß dieser Streifen in einer in
Längsrichtung festen Stellung auf dem Förderer gehalten
wird. Das Plaid-Meßsystem ist in Vorschubrichtung einem
Referenzpunkt der Schneidstation in bestimmtem Abstand
vorgeschaltet.
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Ein solches System umfaßt ferner Sensoren und
Lichtquellen, die auf einem den als Förderer
ausgebildeten Schneidtisch übergreifenden Support
angeordnet sind. Die fokussierten Sensoren sind so
angeordnet, daß sie beim Vorschub vom Plaid-Material
reflektiertes Licht empfangen. Jede Lichtquelle und
der zugehörige Sensor sind Teile eines
Verarbeitungskanals, in dem die in einem bestimmten Segment in
der Breite abgegriffenen Daten über die Länge des
Materials korreliert werden, so daß die von den
Sensoren erzeugten Signale an einen Prozessor gehen,
der die erforderliche Korrelation der Eingangssignale
bei sich und an anderer Stelle vornimmt.
Autokorrelation erfolgt, wenn die abgetasteten Signale in
einem Verarbeitungskanal mit den darauffolgend
abgetasteten Daten im selben Kanal korreliert werden.
Kreuzkorrelation erfolgt, wenn die abgegriffenen Daten
in einem Verarbeitungskanal mit den darauffolgend in
einem anderen Verarbeitungskanal abgetasteten Daten
korreliert werden. Die Spitzen der
Autokorrelationssignale geben den Abstand zwischen einander
entsprechenden Punkten innerhalb des Streifenmusters
über die gesamte Länge des Plaid-Materials an. Die
Spitzen der Kreuzkorrelation zeigen die Nichtlinearität
der Streifen an, d. h. ihre Abweichung gegenüber der
rechtwinkligen Anordnung über die Länge des Materials.
Die Korrelationsdaten aus allen Verarbeitungskanälen
geben die Abweichung der Querstreifen an, vgl. US-
Patent 4.071,899, Spalte 2, Zeile 34 bis Spalte 3,
Zeile 19.
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Hierdurch kann gewährleistet werden, daß beim
Zuschneiden von Streifenstoff die einzelnen Zuschnitte
für ein Kleidungsstück so genau positioniert sind, daß
sie streifengetreu zueinander passen, so daß auch im
fertigen Kleidungsstück das Streifenmuster durchgängig
und symmetrisch erscheint.
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Die bekannten integrierten Markierungs- und
Zuschneidesysteme eignen sich jedoch nicht zum
Zuschneiden von gemusterten Stoffen, die stationär
zugeschnitten werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, hier Abhilfe durch
ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zu
schaffen, mit deren Hilfe diese Anpassung auch für
gemustertes Gewebe und im Stillstand automatisch
vorgenommen werden kann.
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Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten
Art zum automatischen Zuschneiden von gemusterten und
stationär gehaltenen Gewebe ist diese Aufgabe
erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte
gelöst:
- Definition von bestimmten, als
Ausrichtecharakteristika dienenden Markierungspunkten in jedem
Zuschnitt, Digitalisierung dieser Markierungspunkte und
Abspeicherung im Speicher in Form der jeweiligen
Koordinaten und einem Identifizierungskode,
- Definition von Ausrichte-Beziehungen der
Markierungspunkte zur eindeutigen Festlegung des
Rapports im Gewebemuster zu jedem Markierungspunkt
eines Zuschnittes für das Schneiden aus dem gemusterten
Gewebe in reproduzierbarer Weise, Digitalisierung und
Abspeicherung dieser Beziehungen,
- Festlegen von Trennabständen zwischen den einzelnen
Zuschnitten sowie deren Verteilung und Speicherung
zwecks automatischer oder bedienergeführter Eingabe auf
Basis der die Ausrichte-Beziehungen verkörpernden
Informationen,
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automatisches Positionieren einer optischen
Sensorvorrichtung an den einzelnen vorgegebenen
Markierungspunkten eines Zuschnittes des auf dem
Schneidtisch der Schneidmaschine aufliegenden Gewebes,
- Festlegen der relativen Zuordnung zwischen den
Markierungspunkten auf dem realen Gewebemuster und den
eingespeicherten Werten der Markierungspunkte durch die
Sensor-Vorrichtung,
- Erzeugen von Zuordnungssignalen als Korrektursignale
für die gespeicherten musterabhängigen Informationen
für die Position jedes Zuschnittes vor Beginn des
Schneidvorganges für diesen Zuschnitt,
wobei die Übereinstimmung zwischen den abgetasteten
Markierungspunkten und den vorbestimmten
Markierungspunkten samt entsprechender Korrekturen der
gegebenen numerischen, von der Geometrie der zu
schneidenden Zuschnitte abhängigen Informationen automatisch
herstellbar ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird im Wege
eines interaktiven Verfahrens die relative Position der
Markierungspunkte auf dem realen Gewebemuster in Bezug
auf die gespeicherten Markierungspunkte festgelegt.
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Die Aufnahme des erfindungsgemäßen Verfahrens und der
dazugehörenden Vorrichtung in ein integriertes
Markierungs- und Schneidsystem löst alle Probleme, die
auftreten, wenn verschiedene Zuschnitte mit
unterschiedlicher Geometrie exakt aneinander angepaßt werden
müssen. Erst hierdurch können kostenträchtige manuelle
Vorgänge für das Stück für Stück erfolgende Anpassen
der einzelnen Zuschnitte vermieden werden, so daß die
Vorteile flexibler automatischer Herstellmethoden
nunmehr auch für das Zuschneiden von gemusterten Geweben
zum Tragen kommen.
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Mit Hilfe dieses Verfahrens und der Vorrichtung ist es
also möglich, Zuschnitte aus gemusterten Stoffen
vollständig automatisch mustergetreu zu schneiden, wobei
die Zuschnitte mit allen zugehörigen Außenlinien und
Abständen in einer Zuschnittsgruppe einander angepaßt
und zugeordnet werden können, ohne daß hierfür manuelle
Arbeitsvorgänge einzuschalten sind.
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Das noch zu beschreibende Verfahren und die noch zu
beschreibende Vorrichtung zum automatischen Anpassen
der Zuschnitte beim Zuschneiden aus gemustertem Gewebe
nach dieser Beschreibung umfaßt die nachstehend
aufgeführten aufeinanderfolgenden Vorgänge.
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1. Als erstes werden eine Reihe von Punkten, die sog.
"Markierungspunkte", in jedem Muster eines zu
schneidenden Zuschnitts definiert. Diese werden bei der
Digitalisierung des Zuschnitts ebenfalls digitalisiert
und werden jeweils mit einem Identifizierungskode
versehen. Auf diese Weise werden die Position und die
Zuschnitts-Identifizierung dieser Punkte gemeinsam mit
der Geometrie im System abgespeichert.
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2. In einem zweiten Schritt werden für das
erfindungsgemäße Verfahren Ausrichte-Beziehungen für
jeden einzelnen Markierungspunkt festgelegt. Diese
Beziehungen bestimmen die Position des Musters des
Zuschnitts in Bezug auf die einzelnen Markierungspunkte
und sie werden über Programme im Speicher des Systems
abgelegt. Die Markierungspunkte und die für sie jeweils
festgelegten Beziehungen bilden die sog.
"Anpassungsinformation" (matching informations).
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3. In diesem Schritt wird für das erfindungsgemäße
Verfahren die endgültige Aufteilung der Zuschnitte für
den Stoffabschnitt vorgenommen, so daß jeder Zuschnitt
eine definierte Position mit einem Minimum an
Materialverlust, erhält (Markierer). Dieser Vorgang
erfolgt in gleicher Weise wie üblicherweise bei
nichtgemusterten Stoffen über Programme und Vorrichtungen,
die eine vollautomatische oder interaktive Auflage der
Schnittmuster über graphische Anzeigevorrichtungen
(graphic display) ermöglichen. Das erfindungsgemäße
Verfahren bedient sich im wesentlichen der gleichen
Methode wie bei Uni-Stoffen, allerdings mit dem
Unterschied, daß nunmehr nach Anordnung der Zuschnitte
zwischen ihnen jeweils Trennabstände verbleiben. Diese
Trennabstände richten sich nach den für jeden
Markierungspunkt eines Zuschnitts festgelegten
Ausrichte-Beziehungen und ermöglichen eine nachträgliche
Korrektur der Position ohne Überschneidungen.
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4. Danach erfolgt die eigentliche Ausrichtung mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Anpaßvorrichtung. Diese
umfaßt eine an der Schneidmaschine angebrachte TV-Kamera,
die so positioniert ist, daß sie das Bild von jedem
Punkt des aufgelegten Stoffes aufnehmen kann. Diese TV-
Kamera ist mit einer digitalen Bildverarbeitungseinheit
verbunden, die über spezielle Programme diese Bilder
verarbeitet, um die tatsächliche Position des Musters
auf diesen festzulegen. Entsprechend dem hier
beschriebenen Anpassungsverfahren wird die TV-Kamera oberhalb
der zu Beginn des Verfahrens bestimmten einzelnen
Markierungspunkte angeordnet. Für jeden dieser
Markierungspunkte eines jeden Zuschnitts wird aufgrund des
aufgenommenen TV-Bildes die tatsächliche Position
dieses Punktes im Muster des Zuschnitts bestimmt. Die
Anpassungsvorrichtung ist mit dem integrierten
Markierungs- und Schneidsystem derart verbunden, daß die vom
Bild abgeleiteten Signal-Informationen zu der
Einrichtung gelangen, in der sie unter Bezugnahme auf die
vorher festgelegten Ausrichte-Beziehungen zu
Korrektursignalen für die zunächst einmal vorgenommene
abgespeicherte Positionierung jedes Zuschnitts verarbeitet
werden.
Diese Korrektur nach beiden Koordinaten und in
gegenseitiger Ausrichtung bringt jede Zuschnitt-
Koordinate in die neue Position, die eine exakte
Mustertreue der gespeicherten Zuschnittsgeometrie
gewährleistet.
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5. Schließlich wird in einem abschließenden Schritt
der Schneidvorgang entsprechend dem üblichen
automatischen Zuschneideverfahren ausgeführt, aber
erst, nachdem zuvor die gespeicherten Daten der
Zuschnitte nach den TV-Informationen aus dem
vorhergehenden Arbeitsschritt korrigiert worden sind.
Damit ist sichergestellt, daß die Mustertreue in jedem
einzelnen Zuschnitt und somit auch in dem
zusammengesetzten Endprodukt gewahrt ist. Geschnitten
wird entlang der korrigierten Schnittlinien, so daß
wegen der vorherigen Korrektur eine manuelle Nacharbeit
oder Korrektur der Zuschnitte entbehrlich wird.
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Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es
zeigen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild der einzelnen
Arbeitsgänge beim dem erfindungsgemäßen
Ausrichteverfahren für das automatische
Zuschneiden von gemustertem Gewebe,
beginnend mit der Festlegung der
Markierungspunkte bis zum Zuschnitt der
endgültig ausgerichteten Schnittmuster;
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Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer
automatischen Schneidmaschine mit einer
erfindungsgemäßen Anpassungsvorrichtung
für das automatische Schneiden von
Zuschnitten aus gemustertem Gewebe;
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Fig. 3 ein Blockschaltbild der Baugruppen der
automatischen Anpassungsvorrichtung nach der
Erfindung; und
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Fig. 4 zwei gemusterte Zuschnitte für ein
Bekleidungsstück, für die eine Musteranpassung
erforderlich sind.
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Das Verfahren und die Vorrichtung für die
Musteranpassung beim automatischen Schneiden von gemusterten
Stoffen erlaubt den Einsatz integrierter Markierungs-
und Schneidsysteme, so daß ein exaktes und
mustergenaues Schneiden der einzelnen unterschiedlichen
Zuschnitte möglich ist.
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Der erste Arbeitsschritt besteht daher in der
Definition von einer Folge von Markierungspunkten im
Muster der zu schneidenden Zuschnitte. Wie das Beispiel
von zwei Zuschnitten 50, 51 eines Bekleidungsstücks in
Fig. 4 zeigt, ist hier eine genaue Musteranpassung
erforderlich, wenn das Muster nach Anbringen der die
Zuschnitte Zusammenfassenden Nähte fortlaufend
gleichmäßig sein soll. An den Zuschnitten dieser Teile werden
daher die Markierungspunkte 52, 53, 54, 55, 56, 57 und
58 definiert, so daß bei der Digitalisierung in einem
integrierten Markierungs- und Schneidsystem, wenn also
die numerische Information der Geometrie dieser
Zuschnitte erzeugt und im Speicher des Rechners
abgespeichert wird, diese Markierungspunkte ebenfalls
digitalisiert und abgespeichert werden. Darüberhinaus
erhält jeder dieser Markierungspunkte einen
Identifikationskode. Gespeichert werden daher die relative Lage
eines jedes Markierungspunktes, d. h. ihre Koordinate
und der zugeordnete Identifizierungskode. Diesen
Vorgang repräsentiert der Block Phase 1 in Fig. 1.
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Danach wird eine Anpassungs-Beziehung der einzelnen
Markierungspunkte festgelegt, welche die Art und Weise
der Anpassung der Zuschnitte an diesen
Markierungspunkten angibt. Die Anpassungs-Beziehung kann auf
unterschiedliche Weise festgelegt werden, die sich in
zwei Gruppen unterteilen läßt.
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1. In absolute Anpassungs-Beziehungen, wenn die
Position des Musters im Stoff in Bezug auf die
Markierungspunkte unveränderbar ist. Beispielsweise kann in
Fig. 4 die Anpassungs-Beziehung für den
Markierungspunkt 52 absolut sein, daß also nach dem Schneiden
dieser Punkt mit einer Symmetrieachse in beiden
Richtungen x und y des Musters, sofern dieses symmetrisch
ist, zusammenfällt.
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2. In relative Anpassungs-Beziehungen, wenn Positionen
definiert werden, die das Muster an einem bestimmten
Markierungspunkt bezüglich eines anderen
Markierungspunktes im selben oder einem anderen Zuschnitt
einnehmen muß. Nach Fig. 4 wird z. B. eine Beziehung für die
relative Anpassung von Punkt 57 unter der
Voraussetzung, daß die Position des Musters an diesem Punkt dem
Muster am Punkt 55 entspricht, in Bezug auf Punkt 55,
mit dem er zu verbinden ist, festgelegt. In gleicher
Weise kann die relative Anpassung von den
Markierungspunkten 56 und 58 festgelegt werden, so daß das
Muster an diesen Punkten nach dem Zuschnitt die gleiche
Lage einnimmt. Auch kann eine Beziehung für die
mustergetreue Anpassung der Markierungspunkte 53 und 54
festgelegt werden. Relativ bedeutet in diesem
Zusammenhang, daß den Markierungspunkten kein bestimmter
Punkt im Muster zugeordnet wird, sondern daß das Muster
an beiden Markierungspunkten die gleiche Lage in einer
oder in beiden Richtungen oder Lagen einnimmt, jeweils
symmetrisch zu den Symmetrieachsen in jeder der
Richtungen.
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Diese Anpassungs-Beziehungen werden festgelegt und im
zentralen Speicher im integrierten Markierungs- und
Schneidsystem abgespeichert und mit den dort
vorhandenen Programmen abgearbeitet. Diesen Vorgang
repräsentiert die Phase 2 im Blockschaltbild in Fig. 1
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Sobald sämtliche zu schneidenden Zuschnitte im Speicher
digitalisiert sind, müssen sie in ihrer gewünschten
gegenseitige Schnittposition angeordnet werden. Dieser
Vorgang ist als sog. Markieren (marking) bekannt und
ist vollautomatisch oder interaktiv mit Hilfe der im
integrierten Markierungs- und Schneidsystem vorhandenen
Programme ausführbar. Die wesentliche Aufgabe dieses
Vorganges ist es, die Zuschnitte so auf der Stoffbahn
anzuordnen, daß ein geringstmöglicher Materialabfall
anfällt. Beim erfindungsgemäßen Anpassungsverfahren
wird dieser Vorgang gemäß Phase 3 in Fig. 1 etwa gleich
wie bei ungemusterten Stoffen ausgeführt, wobei
allerdings bestimmte Zuschnitte gegenüber einem
benachbarten Zuschnitt einen Trennabstand aufweisen.
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Diese Zugaben richten sich nach den für jeden
Markierungspunkt eines Zuschnitts festgelegten
Anpassungs-Beziehungen und nach den Abmessungen im
Muster des zu verarbeitenden Stoffes. Diese Zugaben
sind so gewählt, daß - wie nachstehend beschrieben- die
Position des Zuschnitts im Ausmaße der Zugabe
geringfügig veränderbar ist, damit der Zuschnitt an die
tatsächliche, also echte Position des Musters im Stoff
angepaßt werden kann. Nach dem Zuschneiden ist dieser
Zuschnitt dann mustergetreu und überschneidet sich
nicht mit benachbarten Zuschnitten. Diese Stoffzugaben
können automatisch oder interaktiv erfolgen, wobei die
Berechnung und Zuordnung über die Rechnerprogramme für
das Markieren erfolgt. Aus dem Beispiel des Zuschnitts
51 in Fig. 4 ist ersichtlich, daß beim Anordnen des
Musters ringsum eine Stoffzugabe für eine nachträgliche
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Korrektur der Position des Zuschnitts zu machen ist,
damit entsprechend der festgelegten Ausrichte-Beziehung
der Markierungspunkt 52 exakt in die Mitte des Musters
des Zuschnitts zu liegen kommt und sich nicht mit den
benachbarten Zuschnitten überschneidet.
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Nach dem Auflegen der Schnittmuster und Zuweisung der
Position jedes Zuschnitts (ggf. provisorisch) unter
Einbeziehung einer Zugabe, die benachbarte Zuschnitte
voneinander trennt, muß der Anpassungsvorgang 4 (Fig.
1) vor dem Schneiden mit Hilfe der Anpaßvorrichtung in
den Fig. 2 und 3 ausgeführt werden.
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Hierzu wird zunächst der Stoff auf den Schneidtisch der
Schneidmaschine aufgelegt. Handelt es sich nur um das
Schneiden einer Lage genügt das bloße Auflegen, da
etwaige Verschiebungen des Stoffes im Wege des
erfindungsgemäßen Anpassungs-Verfahrens und der
Vorrichtung ausgeglichen werden. Sind jedoch mehrere Lagen
des Stoffes in einem Arbeitsgang zuzuschneiden, muß
bereits beim Auflegen darauf geachtet werden, daß
sämtliche Lagen mustergetreu aufeinanderliegen. Dies
kann mit den bisher üblichen Methoden und Einrichtungen
auf dem Schneidtisch selbst erfolgen, oder auf einem
anderen Tisch, von dem die Lagen anschließend zum
Schneidtisch gebracht werden. Die Hilfsmittel für das
Auflegen der Stofflagen und deren Fixierung sind
bekannt, nämlich den Stoff an bestimmten Punkten durch
Nadeln mustergetreu durchgehend in allen Lagen zu
halten.
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Die Anpaßvorrichtung weist eine am Schneidtisch
angebrachte und mit der integrierten Markierungs- und
Schneidvorrichtung in Wirkverbindung stehende TV-Kamera
12 auf. Die TV-Kamera kann gemäß Fig. 2 auf einer
Traverse 20 angeordnet sein, die der Traverse für die
Schneidvorrichtung 13 entspricht. Über die der Traverse
zugeordnete Elektromotore kann somit die TV-Kamera
ebenso numerisch gesteuert an jedem Punkt über der
Fläche des Schneidtisches positioniert werden wie die
Schneidvorrichtung. In einer einfacheren Ausführung der
Maschine kann die TV-Kamera auch auf der gleichen
Traverse 21 wie die Schneidvorrichtung angeordnet und
mit dieser bewegbar sein.
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Bei beiden Ausführungen wird die Bewegung der TV-Kamera
in Längs- und Querrichtung über den Schneidtisch durch
den gleichen Rechner gesteuert, der auch die Bewegung
der Schneidvorrichtung beim Schneidvorgang steuert,
oder auch durch die Anpaßvorrichtung selbst.
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Die von der Kamera 12 (Fig. 2) gelieferten Signale
werden über die zugeordnete elektrische Leitung 23 an die
digitale Bildverarbeitungseinrichtung übertragen,
welche den Kern der erfindungsgemäßen Anpaßvorrichtung
bildet. Diese Einrichtung besteht aus dem Teil 15, das
die gesamte Elektronik für das System enthält, aus
einem Monitor 14 zur Wiedergabe der alphanumerischen
Information für die auszuführenden Abläufe, aus einer
Tastatur 18 für die Steuerung der Abläufe und die
Dateneingabe, einem Monitor 16 für die Wiedergabe des
von der TV-Kamera 12 aufgenommen Bildes und der
installierten Grafiken, die den Bildern auf dem Monitor
überlagert werden können und einem Digitalisierer für
die Koordinaten gemäß Fig. 2 durch ein Grafiktableau
17, das allerdings aus jeder herkömmlichen
zweckdienlichen Vorrichtung bestehen kann, z. B. einen Joy-Stick,
einen Tracker Ball etc. Die Anpaßvorrichtung weist
außerdem eine Leitung 19 zum Anschluß an einen Rechner
auf, der die Bewegungen des oder der dem Schneidtisch
zugeordneten Schneidköpfe auf dem Schneidtisch steuert
und der in der Regel der Hauptrechner des integrierten
Markierungs- und Schneidsystems ist.
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In Fig. 3 ist das Blockdiagramm des
Ausführungsbeispiels für die Anpaßvorrichtung gezeigt. Es ist zu
ersehen, daß die Signale aus der TV-Kamera 12 durch einen
A/D Wandler 32 digitalisiert und in einem Speicher 33
als Bild in alphanumerischer Form abgelegt werden.
Dieses abgespeicherte Bild wird durch einen D/A-Wandler 34
in eine analoge Information gewandelt und auf dem
Monitor 16 zur Anzeige für den den Verfahrensablauf
überwachenden Bediener dargestellt. Die Anpaßvorrichtung
weist ferner eine CPU 37 auf, die aus einem
Digitalprozessor mit eigenem Programm- und Daten-Speicher 38
besteht. Außerdem sind geeignete Adapterschaltungen 39
zum Anschluß an die Tastatur 18 vorgesehen, über die
Daten und Befehle an die Anpaßvorrichtung eingegeben
werden können sowie zum Anschluß an einen Monitor 14
zur Darstellung von alphanumerischen Informationen. Der
Anpaßvorrichtung kann auch einen Magnetspeicher 43
zugeordnet sein, z. B. ein Band-, Floppy-, Platten- oder
ähnlicher Speicher, der über die entsprechenden
Steuerschaltungen 42 angeschlossen ist. Der Magnetspeicher
dient der permanenten Abspeicherung von Programmen und
Daten. Die Anpaßschaltung weist ferner geeignete
Adapterschaltungen 44 für den Anschluß des Systems und die
Datenübertragung an den Digitalisierer 17 und die
Verbindungsleitung 19 zum Rechner der integrierten
Markierungs- und Schneidvorrichtung auf.
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Sämtliche Funktionsblöcke sind über einen den
Informationsaustausch gewährleistende Leitungsbus 47 verbunden.
Zur Erhöhung der Arbeitsleistung des Systems empfiehlt
es sich, in der Anpaßvorrichtung die CPU 37 durch einen
Schnellrechner 36 zu ergänzen, um eine schnellere
Bildanalyse im Bildspeicher 33 zu ermöglichen. Dieser
Schnellrechner kann aus einem Array-Prozessor oder
einem herkömmlichen zweckdienlichen Co-Prozessor
bestehen. Die CPU 37 speichert Daten im Bildspeicher 33 ab,
so daß der Monitor die dem von der TV-Kamera 12
aufgenommen Bild zu überlagende Grafik darstellen kann.
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Das Anpassen (matching) der gespeicherten und der
abgetasteten Daten vollzieht sich in der beschriebenen
Anpaßvorrichtung wie folgt
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Der nicht dargestellte Rechner des integrierten
Markierungs- und Schneidsystems bestimmt die Position, die
die Markierungspunkte in den zuvor verteilten
(aufgelegten) Zuschnitten einzunehmen haben. Für jeden
zuschnittrelevanten Markierungspunkt erhält der
Schneidtisch nach dem Auflegen des zu schneidenden Stoffes
die entsprechenden Befehle für die Positionierung der
TV-Kamera. Diese Befehle werden durch die Leitung 22
übermittelt. Die Traverse mit der TV-Kamera wird nun zu
den Markierungspunkten bewegt, so daß diese mit dem
optischen Mittelpunkt des Kamerabildes zusammenfallen.
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Sobald die TV-Kamera auf dem Markierungspunkt
positioniert ist, erteilt der Rechner des integrierten
Markierungs- und Schneidsystems der Anpaßvorrichtung den
Befehl zur Verarbeitung des Kamerabildes und zur
Ermittlung der tatsächlichen Position des Musters im
aufgelegten Stoff an dieser Stelle. Dieser Befehl wird über
die Leitung 19 übermittelt. Die Bestimmung der
Musterposition kann auf zweierlei Weise erfolgen:
1. Vollautomatisch.
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Hierfür enthält die Anpaßvorrichtung Mittel zur
Bildverarbeitung mit der Möglichkeit, die Musterzuordnung
des TV-Bildes exakt zu fixieren. Diese Position wird
durch ein x- und y-Koordinaten-Paar bestimmt, die die
Position in Bezug auf eine Referenzkoordinate angeben.
Die Musterposition wird auf diese Weise von der
Anpaßvorrichtung vollautomatisch ohne jeden
Bedienereingriff bestimmt.
2. Halbautomatisch.
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Bei sehr komplexen Mustern im zu verarbeitenden
Material sind Detektionsprogramme nicht zuverlässig genug
oder die Positionsbestimmung ist zu zeitaufwendig. In
diesen Fällen kann die erfindungsgemäße
Anpaßvorrichtung auch im halbautomatischen Mode betrieben werden.
Für diesen Fall muß über den Monitor 16 das TV-Bild
dargestellt werden, dem ein Grafikkursor oder Zeiger
überlagert wird. Der Bediener kann die Position des
Kursors auf dem Bildschirm mit Hilfe des
Digitalisierers 17 überwachen und er kann den Kursor auf dem
Bildschirm auf die gewünschte Musterposition bringen (oder
auf einen Bezugspunkt hierfür), was die
Bildverarbeitung zur Bestimmung der tatsächlichen Musterposition
ersetzt.
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Sobald die Zuordnung des Musters zu einem gegebenen
Markierungspunkt festgelegt ist, ob voll- oder
halbautomatisch, wird diese Position als ein Koordinatenpaar
(x, y) dargestellt, das die Abweichung gegenüber einer
Lage, die immer dieselbe ist, als Referenz angibt.
Dieses Koordinatenpaar wird über die Leitung 19 von der
Anpaßvorrichtung an den Rechner des integrierten
Markierungs- und Schneidsystems übermittelt. Dieser
Vorgang wiederholt sich für jeden Markierungspunkt.
Während dieses Anpaßvorganges (Phase 4 in Fig. 1) wird
selbstverständlich der auf dem Schneidtisch aufgelegte
Stoff nicht zugeschnitten, sondern die TV-Kamera
ermittelt die Lage der jeweiligen Markierungspunkte auf den
einzelnen Zuschnitten. An jedem Markierungspunkt
ermittelt die Anpaßvorrichtung die jeweilige reale
Musterposition und übermittelt diese an das integrierte
Markierungs- und Schneidsystem. In diesem System werden
die Informationen aus der Anpaßvorrichtung verarbeitet
und es werden an Hand der vorbestimmten
Anpassungs-Beziehungen Korrektursignale für eine Lageänderung der
Zuschnitte erzeugt. Dadurch wird die zuvor getroffene
Verteilung der Zuschnitte für jeden Zuschnitt
entsprechend der realen Lage der zugehörigen
Markierungspunkte einzeln korrigiert, damit die Zuschnitte
dem Muster im Stoff entsprechen und die gespeicherten
Signale entsprechenden vorgegebenen
Anpassungs-Beziehungen angepaßt werden können. Diese Lagekorrektur wird
durch die Stoffzugabe an jedem Zuschnitt möglich, so
daß keine Überschneidungen zu benachbarten Teilen von
Zuschnitten stattfinden. Das System ist so ausgelegt,
daß Lageänderungen nur innerhalb der vorgesehenen
Zugabe erfolgen können.
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Nachdem die Positionsdaten jedes einzelnen Zuschnitts
auf diese Weise korrigiert bzw. angepaßt worden sind,
nimmt das integrierte Markierungs- und Schneidsystem
das zum Zuschneiden der Zuschnitte in der üblichen
Weise (Phase 5 in Fig. 1) vor. Der Zuschnitt erfolgt
ohne Einfluß der Anpaßvorrichtung. Das Schneiden
erfolgt entlang der gespeicherten und korrigierten
Schnittlinie der Zuschnitte und sichert dadurch die
Mustertreue eines jeden Zuschnitts.
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Bei einer weiteren Ausführung gemäß Fig. 2 mit einer
für das Bewegen der TV-Kamera vorgesehenen Traverse 20
und einer weiteren Traverse 21 für das Bewegen des
Schneidwerkzeuges können die Arbeitsgänge Anpassung und
Schneiden gleichzeitig ausgeführt werden. Dies
bedeutet, daß während der Anpassung eines vorgegebenen
Schnittmusters, der jeweils zuvor in seiner Lage
entsprechend der realen Lage der Markierungspunkte
korrigierte Zuschnitt geschnitten werden kann. Auf diese
Weise werden Totzeiten beim Schneiden vermieden und die
Produktivität der Anlage kann erhöht werden.
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Sind dagegen Schneidwerkzeug und TV-Kamera auf ein und
derselben Traverse angeordnet, ist eine gleichzeitige
Ausführung der Arbeitsgänge nicht möglich, denn das
Schneiden kann immer erst erfolgen, wenn die
Lagekorrektur der Zuschnitte beendet und die endgültigen
Positionsdaten festgelegt sind.
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Die Beschreibung des Anpaßverfahrens und der
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beim automatischen
Zuschneiden von gemusterten Stoffen und die zugehörigen
Zeichnungen sind lediglich als Beispiel ohne jede
Einschränkung des Erfindungsgedankens zu werten.