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Dokumentenidentifikation DE19514363C2 16.10.1997
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Zuschneiden eines Schneidegutes wie Textilien, Leder, technische Geräte oder dgl.
Anmelder Stahl, Anton, Dipl.-Betriebsw., 83075 Bad Feilnbach, DE
Erfinder Stahl, Anton, Dipl.-Betriebsw., 83075 Bad Feilnbach, DE
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Anmeldedatum 18.04.1995
DE-Aktenzeichen 19514363
Offenlegungstag 09.11.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.10.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.10.1997
IPC-Hauptklasse B26D 5/30
IPC-Nebenklasse B26D 3/10   D06H 7/24   A41H 3/00   A41H 42/00   B68G 7/00   B23K 26/00   G06F 17/50   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuschneiden eines Schneidegutes wie Textilien, Leder, technische Geräte oder dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Auf Schneideguten der genannten Art sind Schnittmuster vor einem Schneidevorgang unter Berücksichtigung evtl. Fehlerstellen oder dgl. auf der Oberfläche eines ggfls. auch besonders großflächigen Schneidegutes zu plazieren, wobei eine Verschachtelung erzielt werden muß (Nesting). Beispielsweise ist jede Lederhaut, aus der Formen zur Erstellung von Echtlederprodukten (Schuhe, Taschen, Polstermöbel, Bekleidung etc.) geschnitten werden, ein Einzelstück mit Zonen unterschiedlicher Qualität, Fehlern, Knoten und Farbabweichungen. Grundsätzlich Ähnliches gilt auch für Textilien und technische Gewebe, insbesondere dann, wenn sie Muster aufweisen.

Herkömmlich werden Schnittmuster in Form von Stanzeisen oder Schablonen händisch auf der Lederhaut plaziert, derart, daß unter Berücksichtigung aller Materialeigenschaften (Fehler, Farbabweichungen, Verdickungen usw.) die höchstmögliche Materialausnutzung gewährleistet wird. Anschließend werden die Formen entweder mit einem Ziehmesser von Hand ausgeschnitten, oder bei der Verwendung von Stanzeisen ausgestanzt. Automatisch arbeitende Schneideeinrichtungen wie beispielsweise von einem CAD-System gesteuerte Schneideeinrichtungen wie insbesondere sogenannte Cutter, können bei solcher Vorgehensweise nicht eingesetzt werden. Vielmehr ist für die Durchführung der Vorbereitungsarbeiten und der Schnittarbeiten, um die notwendige Qualität und Materialoptimierung zu erzielen, ein sehr erfahrener Lederzuschneider Voraussetzung. Ein Großteil des Arbeitsaufwandes und der erforderlichen Zeit wird daher von schwerer handwerklicher Tätigkeit in Anspruch genommen. So ist u. a. das Plazieren der Schablonen und Stanzeisen, das Stanzen, das Schneiden mit Ziehmesser sehr arbeitsaufwendig und wenig effektiv. Der Einsatz von Stanzeisen wiederum ist nur dann sinnvoll, wenn lange Modellzyklen einen möglichst langen Einsatz der gleichen Stanzeisen ermöglichen, da diese sehr teuer sind. Der hohe wirtschaftliche Aufwand dafür von etwa DM 250.000,00 und mehr pro Jahr für die Herstellung und Pflege solcher Werkzeuge, rechtfertigt deren Einsatz jedoch nicht bei kurzen Modellzyklen. Darüber hinaus ist die Handhabung der Stanzeisen zeit- und vor allem auch kraftintensiv. Arbeitsausfälle und Gesundheitsbeeinträchtigungen des Personals sind zusätzliche Begleiterscheinungen des Hantierens mit derartigen Werkzeugen.

Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, das mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 4 durchführbar ist, ist aus der DE 36 27 110 C2 bekannt. Der in einem Rechner gespeicherte Vorrat an Schnittmustern wird in verkleinertem Maßstab auf einem Monitor dargestellt, wobei der Bediener mittels einer Tastatur einzelne der Schnittmuster auswählen und über eine Projektionseinrichtung auf ein auf einen Arbeitstisch abgelegtes Schneidegut im Originalmaßstab projizieren kann. Mittels der Tastatur kann auch eine Plazierung, d. h. eine Verschiebung, erfolgen. Das Schneidegut wird beleuchtet, damit der Bediener möglichst von seinem Arbeitsplatz an der Tastatur und vor dem Monitor auch die Arbeitsfläche betrachten und etwaige Fehlerstellen und dgl. erkennen kann. Die Begutachtung des Schneidegutes im Hinblick auf Fehlerstellen und Qualitätsunterschiede und dgl. bedarf es außerordentlich hoher Erfahrung. Es wird nicht möglich sein, eine genaue Beurteilung vom Platz vor der Tastatur des Monitors aus durchzuführen. Der Bediener wird daher zwischen diesem Arbeitsplatz und dem Platz vor und seitlich des Arbeitstisches hin- und herpendeln. Dies ist offensichtlich ziemlich aufwendig, selbst wenn eine Tastatur sehr nahe zum Arbeitstisch hin angeordnet ist. Gerade bei der Optimierung der Materialausnutzung ist das Erkennen und das qualitative Einordnen der Fehlerstellen von wesentlicher Bedeutung, auch die Beurteilung, ob im Randbereich eines bestimmten Schnittmusters eine Fehlerstelle toleriert werden kann oder nicht. Dies ist auch nicht wesentlicher Inhalt der bekannten Vorgehensweise. Vielmehr wird nach dem Positionieren die Gesamtfläche des erreichten Zuschnittes berechnet und ins Verhältnis zur Fläche des zu schneidenden Gutes gesetzt, um so einen Nutzungsgrad ermitteln zu können. Das automatische Zuschneiden erfolgt erst bei Erreichen eines bestimmten Nutzungsgrades.

In der DE 40 12 462 A1 wird weiter vorgeschlagen, auch die Außenkontur und die Fehlerstellen des Schneidegutes, insbesondere einer Lederhaut, zu erfassen und zu speichern, und dabei insbesondere auch Fehlerstellen festzustellen, zu erfassen und zu speichern und so mittels des Rechners eine vollautomatische Erfassung und Qualifizierung des Schneidegutes zu erreichen. Nach entsprechender Erfassung und Qualifizierung mehrerer Schneidegute wird rechnerisch eine Optimierung, also eine Plazierung der zu schneidenden Schnittmuster auf die mehreren Schneidegute unter Berücksichtigung der erfaßten Fehlerstellen durchgeführt. Dies überwindet jedoch nicht das vorgenannte Problem.

Eine andere Vorgehensweise ist in der EP 0 165 890 C1 erläutert. Hier werden die in einem Rechner gespeicherten verschiedenen Schnittmuster über eine Videoprojektionseinrichtung von einem Bildschirm direkt im Originalmaßstab auf das ausgebreitete Schneidegut projiziert und dort plaziert, wobei nach dem Plazieren ebenfalls eine Speicherung der insgesamt plazierten Schnittmuster in ihrer Positionierung erfolgt und ein automatischer Schneidevorgang ausgelöst werden kann. Dieses Verfahren ist ausschließlich für kleine Schablonen, also kleine Schnittmuster geeignet, da deren Größe durch die Abmessungen des Bildschirms des Monitors begrenzt wird. Eine Vergrößerung ist nur beschränkt möglich, weil die Zeilenauflösung eines Videobildes zusätzlich zu Unschärfen führt, was deshalb nachteilig ist, weil die Konturen der Schnittmuster auf der Lederhaut oder dem anderen Schneidegut nicht mehr deutlich zu erkennen sind und deshalb nicht genau plaziert werden können. Darüber hinaus kann immer nur ein Schnittmuster nach dem anderen auf dem Monitor dargestellt und mittels der Videoprojektionseinrichtung projiziert werden. Der Bediener muß daher auf andere Weise einen Überblick über den Vorrat der Schnittmuster haben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorgehensweise gemäß der DE 36 17 110 C2 dahingehend zu verbessern, daß der Bediener sich auf seine wesentlichen Aufgaben, nämlich das Plazieren der Schnittmuster (Formen) unter Qualitätsgesichtspunkten bei optimaler Materialausnutzung auf dem Schneidgut konzentrieren kann, wobei ihm möglichst der gesamte Vorrat aller nutzbaren Schnittmuster zur Verfügung steht.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren durch die Merkmale des Anspruches 1 und bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruches 4 gelöst.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Durch die Erfindung werden insbesondere stark gesundheitsbelastende Arbeitsgänge vermieden. Außerdem werden Monitore nicht mehr benötigt. Das ermüdende und wenig effektive Hin- und Herwechseln des Bedieners vom Monitorarbeitsplatz zur Arbeitsfläche des Arbeitstisches mit dem darauf liegenden Schneidegut entfällt.

Durch die Verwendung von Laserstrahlen zur Projektion der Schnittmuster ist darüber hinaus ein ausreichend hoher Kontrast erzielbar, derart, daß die für die Beurteilung des Schneideguts erforderliche sehr gute Ausleuchtung erreicht werden kann und gleichzeitig die Schnittmuster erkennbar projiziert werden können.

Ein weiterer Vorteil ist in der direkten persönlichen Einflußnahme und Inaugenscheinnähme durch den Bediener zu sehen, anstatt die Beurteilung und Verschachtelung am Monitor vornehmen zu müssen. Der Bediener hat während des gesamten Arbeitsablaufes unmittelbaren Kontakt zum zu bearbeitenden Material, woraus folgt, daß z. B. Fehlerstellentoleranzen usw. während der Inaugenscheinnahme noch verändert werden können. Somit braucht eine vorherige Erfassung und Speicherung der Fehlerstellen der Lederoberfläche oder dgl. nicht vorgenommen zu werden, da dieser Vorgang vom Bediener zeitgleich mit der Verschachtelung und Plazierung der Schnittmuster auf dem Schneidegut durchgeführt wird, was u. a. eine wesentliche Materialersparnis bedeutet. Es kann weiterhin eine Darstellung aller Schnittmuster, die zu verschachteln sind bzw. wurden, durchgeführt werden. Es ist auch ein wesentlicher Vorteil, daß wegen der Laserdarstellung auf der Arbeitsfläche eine genaue Ausleuchtung der Lederhaut oder dgl. erfolgt, so daß sämtliche Fehlerstellen und auch Farbunterschiede vom Bediener sofort erkannt und berücksichtigt werden können. Das zu schneidende Gut bleibt auf der Arbeitsfläche während der gesamten Bearbeitungszeit liegen und wird sofort zugeschnitten, es sei denn, eine Zwischenlagerung des Schneidegutes ist beabsichtigt. Schließlich ist eine Darstellung unterschiedlicher Schnittmuster gemäß ihrer Bedeutung, Qualität, Gruppenzugehörigkeit etc. durch den Laser in verschiedenen auswählbarer Farben möglich. Eine Darstellung der Schnittmuster in verkleinertem Maßstab auf einem Steuerfeld an bzw. auf der Arbeitsfläche erfolgt zeitgleich mit deren Darstellung in Originalgröße.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die mit der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Materialbearbeitung besteht im wesentlichen aus einem Rechner 1 mit der zugehörigen Tastatur usw. beispielsweise eines PC, ferner einem Schneidetisch AT mit einer Arbeitsfläche AF für ein aufliegendes Schneidegut 6 und einer zugeordneten Laserstrahleinrichtung 2, die für die Emitierung mehrerer Laserstrahlen LS1 und LS2 für die Darstellung einer Vorlage in unterschiedlichen Maßstäben und ggfl. auch Farben sowie zugehörigen Datenkabeln 3a zur Lasereinrichtung 2 und 3b zu einem Hand-Steuergerät 5 für das Bedienungspersonal P. Auf dem Schneidetisch At, bzw. auf oder an dessen Arbeitsfläche AF ist eine Steuerfläche 4 für die verkleinerte Laserdarstellung LS2 der zu schneidenden Schnittmuster, Auflistung und Abrufung der Schnittmuster T1, T2, T3, zugeordneter Codes etc. aus dem Rechnerspeicher vorgesehen. Das Hand-Steuergerät 5 für den Bediener P zur Steuerung der Lasereinrichtung 2 und die notwendigen Steuerleitungen 3b für die Lasereinrichtung 2 z. B. einem Datenkabel 3b, drahtlose Übermittlungsstrecke etc., bzw. zur Auslösung der Schneidevorrichtung C sind zusätzlich vorgesehen.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens läuft wie folgt ab:

Die Konturen der auszuschneidenden Schnittmuster T1, T2, T3 sind auf der Steuerfläche 4 an der Arbeitsfläche AF des Arbeitstisches AT in verkleinertem Maßstab durch den Laserstrahl LS2 sichtbar gemacht, während deren endgültige Plazierung, unter Berücksichtigung der evtl. Fehlerstellen F1, F2, F3, F4, Toleranzen usw. mittels des Laserstrahlers LS2 der Schnittmuster in Originalgröße auf der Oberfläche der Lederhaut 6, d. h. direkt im Originalmäßstab am Arbeitstisch AT vom Bediener P mittels seines Hand-Steuergeräts 5 vorgenommen wird. Die Bewegungsrichtungen der Laser- Projektionseinrichtung 2 und damit der Laserstrahlen LS1, LS2 sind durch Pfeile angedeutet und sämtlich vom Bediener P über sein Hand-Steuergerät 5 steuerbar. Die Selektion der zu schneidenden Schnittmuster T1, T2, T3 usw., beispielsweise eines Auftrages, bestimmter Qualitätsstufen, Prioritäten usw. erfolgt dabei aus dem Speicher des Rechners 1 über das Steuerfeld 4 durch den Bediener P über die verkleinerte Darstellung der Schnittmuster durch den Laserstrahl LS2, nicht dargestellte Tastenfelder, oder dgl., während die weitere Auswahl der Schnittmuster z. B. T1, T3 aus der Selektion und deren Plazierung auf dem Schneidegut 6 z. B. einer Lederhaut auch durch das Hand-Steuergerät 5 des Bedieners erfolgt. Nachdem die Plazierung und Verschachtelung der Schnittmuster T1, T2, T3 unter Berücksichtigung der Fehlerstellen z. B. F1, F2, F3, F4 und ggfls. das Setzen von Markierungen abgeschlossen ist, wird der Schneidevorgang des Cutters C durch den Bediener P am Hand-Steuergerät 5 ausgelöst, wonach die Vorrichtung für die Durchführung eines weiteren Verfahrens zur Verfügung steht.

Die Selektion der Schnittmuster T1, T2, T3 usw. geschieht dabei beispielsweise nach Aufträgen und zusätzlicher Sortierung nach vorgegebenen Qualitätskriterien, wobei Umgruppierungen, Zusammenfassung verschiedener Aufträge usw. jederzeit möglich sind. Dabei ist das wichtigste Auswahlkriterium das Zusammenpassen der einzelnen zuzuschneidenden Schnittmuster.

Zur einfacheren Unterscheidung unterschiedlicher Aufträge, Gruppen, Qualitätszonen innerhalb eines Teiles usw. können verschiedene Farben der Laserstrahlen LS1, LS2 eingesetzt werden.

Selbstverständlich ist der Erfindungsgegenstand nicht auf das beschriebene Beispiel einer Lederbearbeitung beschränkt. Es kann z. B. auch anderes Schneidegut, wie z. B. Textilien, vor allem solche mit großflächigen Mustern, bearbeitet werden. Die Datenübertragung kann z. B. drahtlos, opto-elektronisch, per Funkstrecke etc. erfolgen. Ebenso kann die Auslösung des Schneidevorganges von anderen Orten, außer dem Hand-Steuergerät 5 des Bedieners P, ausgelöst werden; so z. B. am Cutter C selbst, über das Steuerfeld 4 oder anderen geeigneten Schaltstellen. Anstelle der Konturen können beispielsweise auch die Flächen der Schnittmuster durch Laserstrahlen dargestellt werden oder Schraffuren, Kurven, Hilfslinien, Codes usw., auch in unterschiedlichen Farben. Dies dient sowohl der einfacheren Auswahl als auch für Markierungen usw. Mit diesen Schraffuren, Codes usw. können die Flächen der Schnittmuster auch ausgefüllt und/oder beschriftet oder markiert werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Zuschneiden eines Schneidegutes (6) wie Textilien, Leder, technische Gewebe oder dgl. durch
    1. (a) Auflegen eines Schneidegutes auf einen Erfassungs- und Schneidetisch
    2. (b) Vorauswahl der aus solchem Schneidegut schneidbaren Schnittmuster aus dem Speicher eines Rechners und deren optischen Darstellung mit wahlfreiem verkleinertem Maßstab auf einer Anzeigefläche,
    3. (c) durch einen Bediener Auswahl eines bei dem jeweiligen Schneidegut zu schneidenden Schnittmusters, dessen Projektion auf das jeweilige Schneidegut im Originalmaßstab und dessen Plazierung auf dem Schneidegut unter Berücksichtigung von Fehlerstellen oder dgl. (Nesting),
    4. (d) durch den Bediener Wiederholen des Schritts (c) für weitere Schnittmuster bis keine weiteren Schnittmuster plazierbar sind,
    5. (e) Abspeichern der so gewonnenen Zusammenstellung mehrerer Schnittmuster für das jeweilige Schneidegut und Umsetzung in ein Schneideprogramm,
    6. (f) Auslösen eines automatischen Schneidevorgangs für das jeweilige Schneidegut, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Projektion mit verkleinertem Maßstab als auch die Projektion mit Originalmaßstab mittels Laserprojektion auf den Erfassungs- und Schneidetisch erfolgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturen unterschiedliche Schnittmuster oder Gruppen von Schnittmustern in unterschiedlichen Farben dargestellt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion mit verkleinertem Maßstab auf den Erfassungs- und Schneidetisch außerhalb des auf diesem aufliegenden Schneideguts erfolgt.
  4. 4. Vorrichtung zum Zuschneiden eines Schneidegutes (6) wie Textilien, Leder, technische Gewebe oder dgl., zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit

    einem Erfassungs- und Schneidetisch (AT) auf den ein Schneidegut (6) auflegbar ist, einem Rechner (1) in dessen Speicher aus solchem Schneidegut schneidbare Schnittmuster gespeichert sind, wobei vorausgewählte Schnittmuster mit wahlfreiem verkleinerten Maßstab auf einer Anzeigefläche optisch darstellbar sind,

    einem Steuergerät (5), mittels dem ein Bediener ein bei dem jeweiligen Schneidegut (6) zu schneidendes Schnittmuster auswählt,

    einer Projektionseinrichtung zur Projektion des ausgewählten Schnittmusters im Originalmaßstab auf das jeweilige Schneidegut (6),

    wobei die Plazierung des projizierten Schnittmusters auf das Schneidegut mittels eines Steuergerätes unter Berücksichtigung von Fehlerstellen oder dgl. steuerbar ist (Nesting),

    wobei der Bediener mittels des Steuergerätes das Auswählen eines Schnittmusters, dessen Projektion und dessen Plazierung wiederholen kann, bis keine weiteren Schnittmuster plazierbar sind,

    wobei die gewonnene Zusammenstellung mehrerer Schnittmuster (T1, T2, T3) für das jeweilige Schneidegut (6) speicherbar und mittels des Rechners in ein Schneideprogramm umsetzbar ist und

    wobei dann eine Schneidevorrichtung (C) vom Rechner (1) zur Auslösung eines automatischen Schneidevorgangs für das jeweilige Schneidegut (6) auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Projektionseinrichtung (2) sowohl die Projektion mit verkleinertem Maßstab als auch die Projektion mit Originalmaßstab mittels Laserprojektion und auf den Erfassungs- und Schneidetisch (AT) erfolgt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser-Projektionseinrichtung (2) so ausgebildet ist, daß gleichzeitig zwei Laserstrahlen (LS1, LS2) auf den Erfassungs- und Schneidetisch (AT) projizierbar sind, deren einer die Projektion mit Originalmaßstab und deren anderen die Projektion mit verkleinertem Maßstab, ggfls. unter Verwendung unterschiedlicher Farben, bewirkt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (5) tragbar ist und mit der Laser-Projektionseinrichtung (2) und dem Rechner (1) elektrisch verbunden ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen (3a, 3b) zwischen den einzelnen Komponenten der Vorrichtung aus elektrischen Kabeln, Glasfaserkabeln, opto-elektronischen und/oder Funkstrecken bestehen.






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