DE4012462A1 - Verfahren zum nesten von naturleder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nesten von Naturleder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 36 27 110 sind verschiedene Verfahren bekannt, die zur Optimierung eines Materialzuschnitts dienen und sich dadurch auszeichnen, daß die manuell auszuführenden Verfahrensschritte sehr vereinfacht werden. Hierzu werden die aus einem biegeschlaffen Material, wie z. B. Leder, auszuschneidenden Konturen nicht durch direkte Auslage der Schablonen auf dem Material bestimmt, sondern die Konturen werden auf das Schneidgut projiziert. Dies kann entweder dadurch geschehen, daß maßstabsgetreu verkleinerte Schablonen angefertigt, auf einem Projektionstisch ausgelegt und von dort über ein System von Umlenkspiegeln die Konturen auf dem Schneidgut abgebildet werden. Ferner ist es möglich, eine elektronische Projektionseinheit vorzusehen, mittels derer in einem Computer in digitaler Form gespeicherter Konturen direkt auf das Schneidgut projiziert werden können. Die mit dem Nesten betraute Bedienperson kann nun in einem interaktiven Verfahren die projizierten Konturen unter Berücksichtigung der Fehlerstellen im Schneidgut auslegen.

Zur weitergehenden Automatisierung des Nestens, insbesondere von Naturleder, ist es aus der EP-OS 02 77 066 bekannt, die Fehlerstellen zu markieren und direkt von der Steuerung der Schneidanlage verarbeiten zu lassen. Hierzu werden die Fehler von der Bedienperson durch fluoreszierende Mittel markiert. Über eine Kamera werden diese markierten Stellen erfaßt und an ein Informatiksystem weitergeleitet, in dem ein Stanzprogramm zum Ausstanzen bestimmter Konturen gespeichert ist. Diese von der Kamera erfaßten Markierungen werden vom Informatiksystem als Zwänge für das Stanzprogramm interpretiert und entsprechend berücksichtigt, so daß anschließend ein automatisches Ausstanzen vorgeschriebener Konturen erfolgen kann, ohne daß sich später Materialfehler an nicht tolerierbarer Stelle befinden. Hierzu werden von der Bedienperson unterschiedliche Markierungen für unterschiedliche Fehlerqualitäten verwendet, die dann später jeweils berücksichtigt werden können.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Nesten von Naturleder zu entwickeln, das ohne manuelle Beeinflussung von der Fehlererkennung bis zum Zuschnitt ablaufen kann.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Schritte.

Dadurch, daß über die Kamera die Struktur- und Materialfehlerstellen des Leders in Abhängigkeit vom Fehlergrad durch unterschiedliche Farbtönungen erfaßt werden und den in der Steuerung gespeicherten Konturen der Fehlergradtönung oder den Fehlergradfarben entsprechende Bereiche zugeordnet sind, kann dahingehend ein automatischer Vergleich stattfinden, ob die später zu schneidenden Konturen nur tolerierbare Fehlerstellen enthalten.

Da der Rechner in kurzer Zeit alle möglichen Kontur­ bilder simulieren kann, wird hierdurch ein optimales Ergebnis gefunden. Wenn die einzelnen Häute darüber hinaus noch gekennzeichnet sind, kann individuell für jede Haut ein Schneidprogramm festgelegt und gespeichert werden. Dadurch kann das Nesten über sehr viele Häute optimiert werden, die so lange wieder in einem Warenspeicher abgelegt werden können, bis sie zur Verarbeitung anstehen. Da dann jeder Haut ein bestimmtes Schneidprogramm zugeordnet ist, können der Nestvorgang und der Schneidvorgang über einen beliebig langen Zeitraum voneinander getrennt werden.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird es darüber hinaus möglich, daß zwei unterschiedliche Konturen, die am Fertigteil an sichtbarer Stelle aneinanderstoßen, so ausgewählt werden, daß die Übergänge zueinander passen.

Bei Verwendung einer Farbkamera nach Anspruch 3 ist es möglich, die einzelnen Fehlergrade noch weiter abzustufen und das Nestverfahren noch optimierter zu gestalten.

Mit dem Merkmal nach Anspruch 4 ist sichergestellt, daß tatsächlich vorhandene Fehler im Material dann keine Berücksichtigung finden, wenn sie später an einer nicht sichtbaren oder nicht störenden Stelle im Fertigteil enthalten sind. So kann beispielsweise eine Narbe im Leder, die sich später an der Unterseite des Fertigteiles befindet, toleriert werden, während dies ein Loch nicht kann. Dasselbe gilt aber auch für Löcher unterschiedlicher Größe.

Dadurch, daß sehr viele Häute genestet werden können bevor sie geschnitten werden, ist eine Optimierung des Ausnutzungsgrads auch über eintsprechend viele Häute möglich. Das heißt, es wird bei einem vorgegebenen Schnittlagenbild nicht nur der bestmögliche Ausnutzungsgrad einer einzigen Haut angestrebt, sondern erweitert auf eine Tages-, Wochen- oder Monatsproduktion eines Zuschnittbetriebes erfolgt die Optimierung.

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 den Legetisch mit darüber angeordneter elektronischer Kamera,

Fig. 2 eine elektronisch gesteuerte Höchstdruck- Fluidstrahl-Schneidanlage,

Fig. 3 die Schneidanlage nach Fig. 2 mit darüber angeordneter Projektionseinrichtung,

Fig. 4, 4a zwei beispielhaft auszuschneidende Konturen,

Fig. 5 bis 8a die einzelnen Stationen und Arbeitsabläufe vom Nesten bis zum Zuschneiden in schematischer Darstellung jeweils in Ansicht und Draufsicht.

Fig. 1 zeigt den Legetisch 1 mit darüber angeordneter Kamera 5 in stark schematisierter Darstellung. Die einzelnen Häute 3 werden jeweils auf eine Palette 2 aufgelegt, die vom Legetisch 1 aufgenommen werden kann. In bekannter Weise können die Umrisse der Haut 3 erfaßt und digitalisiert werden (beispielsweise durch einen hier nicht gezeigten Scanner). Die erfaßten Umrisse der Haut 3 werden an die Steuereinheit 7 weitergegeben. Anschließend wird die oberhalb des Legetisches angeordnete Kamera 5, die in Querrichtung y beweglich an einem in Längsrichtung x verfahrbaren Träger 12 angeordnet und über eine Datenleitung 13 mit der Steuereinheit 7 verbunden ist, zeilenweise über die Palette 2 geführt, um die in der Haut 3 befindlichen Fehlerstellen zu erfassen. Hierzu muß eine Kamera 5 gewählt werden, die einen hohen Auflösungsgrad besitzt, um auch kleinste Material- oder Strukturfehler FG zu erkennen. Das zeilenweise Abtasten der Haut 3 erfolgt dadurch, daß schrittweise der Träger 12 über die auf Schienen 16 laufenden Rollen 15 in x-Richtung gefahren wird und die Kamera 5 die y-Richtung abfährt, wenn der Träger 12 stehenbleibt. Der Antrieb kann mittels nicht näher dargestellter Elektromotoren erfolgen, die von der Steuereinheit 7 angesteuert werden. In vorteilhafter Weise ist die Palette 2 von solcher Oberflächen­ beschaffenheit, daß sie zur aufliegenden Lederhaut einen guten Kontrast bildet. Dadurch kann neben der Fehlererkennung von der Kamera auch direkt die Kontur des Leders 3 erfaßt und an die Steuereinheit 7 geleitet werden, wodurch der zusätzliche Arbeitsgang des Scanners entfällt. Je nach Fehlergrad FG1, FG2, FG3, FG4, ... FGmax (Narbe, Riß, kleines Loch, großes Loch, ...) erfolgt die Wiedergabe in der Kamera 5 bzw. Weitergabe an die Steuereinheit 7 durch unterschiedliche Farb­ tönung. Bei einer einfachen Schwarz/Weiß-Kamera durch entsprechend abgestufte Grauwerte. Zur noch besseren Auflösung kann auch eine Farbkamera Verwendung finden, wobei dann unterschiedliche Farben und Farbtönungen Ver­ wendung finden, die durch entsprechend weit auseinanderliegende Farbtemperaturen besser unterscheidbar sind als nur Grauwerte.

In der Steuereinheit 7 sind zuvor alle aus dem Leder 3 auszuschneidenden Konturen M1, M2, M3, ... in digitaler Form gespeichert worden. Zu jeder einzelnen Kontur M sind darüber hinaus zulässige Fehlergradbereiche (G1, G2, G3, G4, ..., Gmax) definiert worden, die an bestimmten Stellen auftreten dürfen, wenn die entsprechenden Grade des Fehlers FG1, ... FG4 später im Fertigteil nicht stören. Hierzu ist festgelegt, daß jeweils der größte noch tolerierbare Fehler FGmax geringere Fehlergrade einschließt. Das Maximum FGmax ist beispielsweise ein Loch mit einem bestimmten Durchmesser und das Minimum eines Fehlers FGmin eine Narbe mit einer bestimmten Länge. In der Zeichnung sind die einzelnen Fehlergrade mit FG1 bis FG4 gekennzeichnet, wobei FG4 den maximalen Fehlergrad und FG1 den minimalen Fehlergrad repräsentiert. In dem Fehlergradbereich G4 der Kontur M werden alle anderen Fehlergrade FG1 bis FG3 toleriert, während im Bereich G1 nur der minimale Fehlergrad FG1 zulässig ist, nicht hingegen die Grade FG2 bis FG4. Einzelne Abschnitte der Konturen M1, M2, M3 ... können mit weiteren Zwängen versehen werden. Beispielsweise: der Abschnitt A2 der Kontur M2 muß vom Strukturverlauf her mit dem Abschnitt A1 der Kontur M1 übereinstimmen, weil gefordert sein könnte, daß die beiden Konturen M1, M2 an dieser Stelle am Fertigteil zusammenstoßen. Dadurch werden störende Strukturübergänge vermieden.

Nachdem die Fehlergrade FG in der Steuerung 7 gespeichert sind, erfolgt mittels eines geeigneten Computerprogrammes in der Steuerung selbst eine Simulation aller möglicher Schnittlagenbilder durch kombiniertes Anordnen möglichst vieler gespeicherter Konturen M, unter Berücksichtigung der aufgenommenen Fehlergrade FG1 bis FGmax und der entsprechend zulässigen Fehlergrade FG auf den Schablonen. Es sei nochmals erwähnt, daß diese Schablonen nicht physisch existent sind, sondern in Form einer Koordinatenschar im Rechner der Steuereinheit 7 gespeichert sind. Nach jedem Simulationsvorgang wird der erzielte Ausnutzungsgrad, d. h. das Verhältnis von Fläche des Leders zu Fläche des möglichen Zuschnitts, ermittelt.

Nachdem in dieser Simulation das Leder 3 optimal genestet wurde, d. h., die maximal mögliche Anzahl von einzelnen ausschneidbaren Konturen M festgelegt wurde, wird das dann gefundene Schnittlagenbild in der Steuereinheit 7 abgespeichert. Jede Palette 2, 2′, 2′′ ist mit einer unterschiedlichen Kodierung 4, beispielsweise einem Barcode, versehen, die ebenfalls über ein bekanntes Lesegerät erfaßt wird, so daß das gespeicherte Schnittlagenbild einer bestimmten Kodierung 4 und damit einer ganz bestimmten Palette 2 bzw. Haut 3 zugeordnet wird. Anschließend kann die Palette 2 mit der aufliegenden Haut 3 im Zwischenspeicherraum SP abgelegt werden, der aus Gründen rationeller Fertigung als Zwischenlager genesteter Häute dient, bis diese weiter verarbeitet werden.

Auf einer weiteren, wie bereits beschrieben entsprechend gekennzeichneten Palette 2′ erfolgt nach dem zuvor beschriebenen Nestvorgang das Nesten an einer anderen Haut. Die Anzahl der möglichen Nestvorgänge ist folglich nur begrenzt durch die Speicherkapazität des Rechners oder den räumlichen Verhältnissen des Zwischenspeichers SP.

Aus dem Zwischenspeicherraum SP werden die Paletten 2, 2′, 2′′ auf den Schneidtisch 8 einer numerisch gesteuerten Schneidanlage, beispielsweise einer Höchstdruck-Fluidstrahl- oder Laserstrahlschneidanlage aufgelegt (Fig. 2). Die Kodierung 4 wird entweder über ein nicht dargestelltes elektronisches Lesegerät oder manuell erfaßt und an die Steuereinheit 7 weitergegeben. Ebenso ist es aber auch möglich, daß die Kodierung 4 jeder Palette 2, 2′ ... ebenfalls von der Kamera 5 erfaßt und weitergeleitet wird. In der Steuereinheit 7 wird nun anhand der eingegebenen Palettenkodierung das zugehörige Schnittlagenbild ausgewählt und als Schneid­ programm der Schneidanlage verwendet. Das heißt, die Schneiddüse 11 fährt die einzelnen Konturdaten M, die beim Nesten gespeichert wurden, ab. Wenn über dem Arbeitstisch 8 eine mit der elektronischen Steuereinheit 7 verbundene Projektionseinrichtung 6, wie sie beispielsweise von der Firma "Hughes Aircraft" unter der Bezeichnung "Graphics Projektor 700" vertrieben wird, verbunden ist, kann, bevor der Zuschnitt erfolgt, das Schneidprogramm bzw. das Schnittlagenbild auf das Leder projiziert werden und von einer erfahrenen Bedienperson nochmals optisch überprüft werden, ob das in der Simulation gefundene Schnittlagenbild allen Forderungen entspricht (Fig. 3, 7, 7a). Dabei können auch die Fehlergradbereiche G1, G2, ... projiziert werden.

Das bewegliche Palettensystem und auch der Zwischen­ speicher SP können entfallen, wenn der Schneidbereich mit dem Legebereich und dem Erfassungsbereich identisch ist. Das bedeutet, daß direkt nach dem Nesten die mögliche optische Kontrolle und der Zuschnitt erfolgen kann. Für diesen Fall könnte die Kamera 5 direkt am Portal 10 der Schneidanlage angeordnet sein und mit diesem über den Schneidtisch 8 geführt werden. Ebenso ist es denkbar, die Außenkontur und die Fehlerstellen in der Haut anstelle mit einer Kamera über eine Laserabtastung zu erfassen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Nesten von Naturleder, wobei die Außenkontur und die Fehlerstellen des Leders über eine fotografische Einrichtung erfaßt, an ein Rechenwerk weitergegeben und dort gespeichert werden, wobei diverse Konturen für die auszuschneidenden Teile im Rechner gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• - mittels einer Kamera (5) die Struktur- und Materialfehlerstellen des Leders erfaßt werden, wobei die Fehlerstellen in der Kamera durch unterschiedliche Tönungen dargestellt werden, die abhängig vom Fehlergrad (FG1, FG2, FG3 ...) variieren,
• - die gespeicherten Konturen (M1, M2 ...) für die auszuschneidenden Teile den Fehlergradfarben entsprechende Bereiche (G1, G2, ... Gmax) aufweisen können, wobei gleiche Tönungen den maximal zu akzeptierenden Fehlergrad (FGmax) definieren,
• - im Rechner jede mögliche Anordnungs-Kombination der auszuschneidenden Konturen (M1, M2 ...) unter Berücksichtigung der zulässigen Überdeckung einzelner Fehlergrade FG, simuliert wird,
• zu jeder simulierten Anordnungs-Kombination der erzielte Ausnutzungsgrad ermittelt wird,
• - die einzelnen Anordnungs-Kombinationen miteinander verglichen werden, und
• - nach Abschluß des Vergleichs das Schnittlagenbild, mit dem ein optimaler Ausnutzungsgrad erzielt wurde, automatisch geschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Fehlergraden (FG1, FG2, FG3, ...FGmax) zusätzlich Kantenzuordnungen (A1, A2 ...) der Konturen (M) zueinander und untereinander berücksichtigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) eine Farbkamera ist und mit wachsendem Störungsgrad eines Fehlers (Fehlergrad) von der Kamera Farben entsprechend höherer Farbtemperaturen wiedergegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Farben höherer Temperatur alle Farben niederer Temperatur einschließen, so daß ein Akzeptanzbereich (Gmax < G4< G3< ... < G1) von Fehlergraden (FG1, ..., FGmax) geschaffen wird, wobei der jeweils zulässige Akzeptanzbereich (Gn) alle nieder- und gleichwertigen Fehlergrade (FG1,...FGn-1; FGn) einschließt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Verwendung einer Kamera (5) die Erfassung der Außenkontur und der Fehlerstellen mittels einer Laserabtastung erfolgt.