(57)【要約】本発明は、切断パターン（７）を形成する切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の切断方法であって、切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）を切断（１０６）するステップであって、切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）が、連続した材料ウェブ（１９）の長方形の繰り返しセクション（９、９‘）に配置され、切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）のうちの少なくとも１つ、または少なくとも１つの切断パターン（７）が部分的に繰り返しセクション（９、９‘）に含まれるステップを含む、切断方法に関する。本発明はさらに、コンピュータプログラム製品および切断工具によって切断するための装置を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断パターン（７）を形成する切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の切断方法であって、
前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）を切断（１０６）するステップであって、前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）が、連続した材料ウェブ（１９）の長方形の繰り返しセクション（９、９‘）に配置され、前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）のうちの少なくとも１つ、または少なくとも１つの前記切断パターン（７）が部分的に前記繰り返しセクション（９、９‘）に含まれるステップを含む、切断方法。
【請求項２】
前記材料ウェブ（１９）が織り込まれていて前記切断パターン（７）の前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）がエアバッグを形成する、または前記材料ウェブが織り込まれた工業用布である、請求項１に記載の切断方法。
【請求項３】
前記材料ウェブ（１９）が、以下の材料、すなわち、
織り込まれた工業用布、
金属板、
ホイル、
紙または板紙、および／または
不織布、
のうちの１つから作られる、請求項１に記載の切断方法。
【請求項４】
前記切断ステップの前に、前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）が無限の前記材料ウェブ（１９）の前記繰り返しセクション（９、９‘）に配置され、前記配置は、
前記セクション（９、９‘）における前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の少なくとも１つの配置変形のために、前記材料ウェブ（１９）の前記セクション（９、９‘）における前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の必要スペースを計算するステップ（１０３）であって、前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の少なくとも１つまたは切断パターン（７）が部分的（１０、１１）に前記セクション（９、９‘）に含まれる、ステップと、
前記計算するステップの結果に基づいて、前記セクション（９、９‘）の前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の前記配置変形を選択するステップ（１０５）と、
を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切断方法。
【請求項５】
前記選択された配置変形がすべての前記繰り返しセクション（９、９‘）に適用される、請求項４に記載の切断方法。
【請求項６】
前記材料ウェブ（１９）の前記セクション（９、９‘）における前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の前記必要スペースを計算する前記ステップ（１０３）は、前記セクション（９、９‘）における前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の単一種類の配置に基づいて配置変形として実行される、請求項４または５に記載の切断方法。
【請求項７】
前記材料ウェブ（１９）の前記セクション（９、９‘）における前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の前記必要スペースを計算する前記ステップ（１０３）は、前記セクション（９、９‘）における異なる前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）のサブセットに基づいて配置変形として実行される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の切断方法。
【請求項８】
前記異なる切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）を選択する前記ステップは、前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の領域および／または前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の形状に従ったサブセットに基づく、請求項７に記載の切断方法。
【請求項９】
前記材料ウェブ（１９）の前記セクション（９、９‘）における前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の前記必要スペースを計算する前記ステップ（１０３）は、前記セクション（９、９‘）における少なくとも１つの切断パターン（７）のすべての前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）に基づいて配置変形として実行される、請求項４〜８のいずれか一項に記載の切断方法。
【請求項１０】
前記配置変形を選択する前記ステップ（１０５）は、材料無駄の所定の閾値（２０）に到達すると直ちに、または計算時間が所定の閾値を超えると直ちに実行される、請求項４〜９のいずれか一項に記載の切断方法。
【請求項１１】
前記セクション（９、９‘）は、前記方法の入力パラメータとして設定し得る所定の長さを有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の切断方法。
【請求項１２】
切断されるいくつかの少なくとも１つの切断パターン（７）が予め定められている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の切断方法。
【請求項１３】
前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の少なくとも１つが、セクション（９、９‘）における前記切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）の前記配置について、別の切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）を基準に移動または回転されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の切断方法。
【請求項１４】
無限の材料ウェブ（１９）のセクション（９、９‘）に切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）を配置するためのコンピュータプログラム製品であって、プログラム部分は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法の実行を支援するプログラムメモリから取り出し得る、コンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
無限の材料ウェブ（１９）から切断片（１、２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８）を切断するための装置であって、
切断工具と、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されたコントローラと、
を備えた、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、単層材料ウェブ上に配置された切断片を切断する方法、および切断工具によって切断するための装置に関する。本発明による方法は、材料ウェブからエアバッグ用の切断片を切り出すのに特に適している。この方法は、好ましくは、切断工具としてのレーザ切断装置と組み合わせて使用される。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、独国特許出願公開第１０２０１４０１７５０１号明細書は、切断装置を使用して、少なくとも部分的に２層の材料ウェブから物体を切り取る方法を記載している。これらの物体は、切断パターンの切断片に基づいて材料ウェブから切断される。これらの物体は、衣料品、家具の室内装飾品、および／またはエアバッグであってもよい。
【０００３】
たとえば、材料はロール材料として提供される。材料は、ロールから指定された長さに巻き出され、切断テーブル上に載置される。次いで、材料の別の層が同じ指定された長さに従ってロールから巻き出され、材料の最初の層の真上に配置される。このさらなる層の配置は、材料の所望の数の層が切断テーブル上で互いの上に配置されるまで繰り返される。この数の層は、今や切断工具を用いて同時に切断され得る。このようにして、切断工具が効率的に使用され、個々の材料層の個々の切断片が同時に切断されるため、材料の切断が促進される。
【０００４】
エアバッグ片の製造など、これらの切断方法の多くの用途では、たとえば、物体内で高圧が使用されている場合など、物体の耐久性のすべての安全関連の側面を満たすために、切断片を正確に切断する必要がある。多くの材料ウェブが互いに重なり合って同時に切断される場合、切断片の形状が正しく切断されないことを避けるように、個々の切断片間と各材料ウェブの外縁とに安全マージンを規定する必要がある。これらの安全距離または安全領域は数センチの大きさであり、材料ウェブの層ごとの材料消費を大幅に増加させる。
【０００５】
切断後、使用されなかった部分、または他の部分に使用できない部分を材料無駄という。この材料無駄は、たとえば、切断後に余剰になる材料ウェブの部分が次の切断片に対して小さすぎるため、または材料ウェブの残りの部分に、切断パターンのさらなる切断片が十分に配置され得る領域がないために発生する。したがって、この材料無駄は通常再利用できず、切断プロセスにおける廃棄物である。特にエアバッグ製造などのコストのかかる材料ウェブでは、材料ウェブの残りの部分を最小限に抑える必要がある。
【０００６】
「切断セット（ｃｕｔ−ｓｅｔ）」としても知られているパターンをウェブから切り出す場合、材料無駄を最小限に抑えるために、個々の切断片を省スペースで配置する必要がある。たとえば、特殊なネスティング方法を使用して、切断パターンに属する切断セットを省スペースで配置する。
【０００７】
現在、これらのネスティング方法は、材料ウェブの長方形セクション専用に設計されており、１つまたは複数の切断パターンの切断片が配置される長方形の長さまたは離散幅に関してのみ材料を最適化する。重ね合わせた多数のウェブ層、たとえば最大４０層を同時に切断すること、および考慮すべき安全距離のため、これらのネスティング方法および結果として生じる廃棄物が従来の切断方法の使用を望ましくないほど高価にするにもかかわらず、材料無駄が多すぎる。通常、材料ウェブの各層の最初と最後に２５〜５０ミリメートルの安全マージンが追加される。これは、たとえば複数の層を切断するときに、層間のずれを補正するために必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１４０１７５０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、切断パターンの切断片を切断するときの材料消費を大幅に削減することである。
【００１０】
この目的は、独立請求項の特徴によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１１】
特に、この目的は、切断片を切断する方法によって解決される。切断片は切断パターンを形成する。この方法は、切断片を切断することを含み、切断片は、連続した材料ウェブの長方形の繰り返しセクションに配置され、少なくとも１つの切断片または少なくとも１つの切断パターンが、部分的に上記繰り返しセクションに含まれる。
【００１２】
切断パターン（ｃｕｔｔｉｎｇ  ｐａｔｔｅｒｎ）はカットパターン（ｃｕｔ  ｐａｔｔｅｒｎ）とも呼ばれ、素材を切断するテンプレートを指す。切断パターンは、たとえば、有限数の異なるおよび／または同一の切断片を有し、それに従って材料が切断される。切断片の形状はさまざまであり、切断片によって大きく異なる。さらに、切断パターンの個々の切断片は複数回存在する可能性があるため、切断パターンは、たとえば、第１の形状の第１の数の切断片と、同じまたは異なる数の第２の形状の切断片とから構成され得る。たとえば、エアバッグの切断パターンが切断され得る。エアバッグの切断パターンは、切断パターンに少なくとも１つの切断片を含むが、一般的には数個の切断片を含み、好ましくは５〜１０個の異なる形状の切断片を含む。これらの異なる形状の切断片のそれぞれは、エアバッグを形成するために、切断パターン中に少なくとも一回、通常は数回存在する。したがって、切断パターンは、多数の均一および／または異なる形状の切断片から形成され得る。
【００１３】
好ましい実施形態では、材料ウェブは、織り込まれた工業用布（ｗｏｖｅｎ  ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｔｅｘｔｉｌｅ）（「織布（ｗｏｖｅｎ  ｆａｂｒｉｃ）」）である。これには、たとえば、炭素繊維、ガラス繊維、または炭素繊維もしくはガラス繊維を含む混合材料または他の合成材料もしくは織物が含まれる（またはそれらからなる）。織り込まれた工業用布は、他のプラスチックまたは織物を含み得る。織られた織物のパラメータは、使用されている繊維材料（パーセンテージ、たとえば綿５０％）、ｇ／ｍ２の面重量、糸密度（単位長さあたりの縦糸と横糸の数）および織り方の種類である。
【００１４】
好ましい実施形態では、材料ウェブは、金属シート、好ましくは、たとえば自動車部品用、金属産業用、電気工学用の、ＥＮ１０１３０もしくはＥＮ１０３４６に準拠した３ミリメートル未満の材料厚さを有する薄い金属シート、または、たとえば造船およびボート建造におけるＥＮ１００７に準拠した３ミリメートルを超える材料厚さの重金属シートである。
【００１５】
好ましい実施形態では、材料ウェブは、ホイル、好ましくは材料の厚さが６０マイクロメートル未満の金属、たとえば鋼ホイル、アルミニウムホイル、スズホイルまたは金ホイル（ｇｏｌｄ  ｆｏｉｌ）（金箔（ｇｏｌｄ  ｌｅａｆ））である。あるいは、ホイルはプラスチックまたはゴム材料であってもよい。これらのホイルは、たとえば、接着ホイル、ガラス装飾ホイル、接着ホイル、気泡シート、管状ホイル、収縮ホイル、日焼け防止ホイル、または伸縮性ホイルである。このホイルは、たとえばバッテリホイルまたはソーラホイルとして使用され得る。
【００１６】
好ましい実施形態では、材料ウェブは、段ボール（ｃａｒｄｂｏａｒｄ）（段ボール箱（ｃａｒｄｂｏａｒｄ  ｂｏｘ））でできている。段ボールには、単層でカウチ加工されるとともに、接着、一緒に接着、含浸、またはコーティングもされている固体の段ボール、パルプまたは古紙で作られた包まれた段ボール、保護材またはインターリーブ材としての灰色／茶色の段ボール、ボディボード、靴のボード、ジャカードボード、スーツケースボード、パンチングされた段ボール、大理石模様の段ボール（ｍａｒｂｌｅｄ  ｃａｒｄｂｏａｒｄ）、焦げた段ボール（ｂｕｒｎｔ  ｃａｒｄｂｏａｒｄ）などの硬い段ボール、軽い段ボール、アーカイブまたは細かい段ボール（ａｒｃｈｉｖｅ  ｏｒ  ｆｉｎｅ  ｃａｒｄｂｏａｒｄ）、の区別がある。一実施形態では、材料ウェブが紙でできているとは、したがって、本質的に繊維からなる平らな材料である。
【００１７】
紙（ｐａｐｅｒ）、段ボール（ｃａｒｄｂｏａｒｄ）、板紙（ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ）は、単位面積あたりの質量によって分類される。ＤＩＮ６７３０は、段ボールという用語を避け、限界値２２５ｇ／ｍ２に基づいて紙と段ボールのみを区別する。ただし、一般的には、段ボールは１５０ｇ／ｍ２〜６００ｇ／ｍ２の範囲の材料を表す一般的な用語であり、通常は紙よりも厚くて硬い。
【００１８】
好ましい実施形態では、材料ウェブは、不織布、制限された長さの繊維の構造、連続繊維または断糸で作られ、互いに接合されて不織布（繊維層、繊維パイル）を形成し、なんらかの方法で、たとえば摩擦もしくは摩擦／形状の係合によって機械的に、または化学的もしくは熱的に、互いに結合される。この不織布は、たとえば、自動車のエアフィルタなどのフィルタ材料として使用され得る。
【００１９】
以下において、「切断片（ｃｕｔ  ｐｉｅｃｅ）」は、任意の形状の二次元形状、すなわち、任意の形状の周囲を有する材料ウェブ上の表面として定義される。切断片は、少なくとも部分的に、ユークリッド幾何学または非ユークリッド幾何学の同種または異種の図を形成する。
【００２０】
切断片および切断パターンは、材料ウェブ上にマーク付けされる必要はない。つまり、切断工具コントロールは、たとえば材料ウェブ上のマーカポイント／ラインを検出せずに切断工具の動きを実行する。本発明の実施形態では、コントロールが切断工具の位置の目標／実際の比較を行うことができるようにするために、材料ウェブ上にエッジマーキングのみが存在する。
【００２１】
「材料ウェブ（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｗｅｂ）」という用語は、その幅が材料ウェブの全長にわたって一定である材料のウェブを意味する。その幅は数メートルになることがあり、好ましくは、ウェブの幅は１または２メートルより大きい。
【００２２】
材料ウェブは「無限（ｅｎｄｌｅｓｓ）」である。これは、材料ウェブをロール材料として提供することができ、その材料が準無限に提供されることを意味する。「無限」は、切断用の材料ウェブが、切断片を配置するための固定された開始点および固定された終了点を持たないことを意味すると理解され得る。そのような材料の提供は、従来の切断方法、特に、互いの上にある所定の長さの材料ウェブのいくつかの層の同時切断に対する実質的な違いを表す。
【００２３】
材料ウェブは単層（ｓｉｎｇｌｅ  ｌａｙｅｒ）であってもよい。「単層」という用語は、切断工具の切断動作ごとに１つの切断片のみが切断される、すなわち、特に、複数の切断片に対して複数の層が切断されない材料ウェブを説明するために使用される。「セクション（ｓｅｃｔｉｏｎ）」は、切断プロセスにおいて定義される。このセクションは、材料ウェブの横方向の外側限界によって制限できる。この場合、セクションの幅はウェブの幅に対応する。セクションも長方形である。これらの２つの垂直断面境界の間に、切断パターンの少なくとも一部および／または切断片の１つが配置され得る。
【００２４】
セクションは、切断パターンや切断片の特定の配置によって材料ウェブの繰り返し領域を規定する。「繰り返し」という用語は、セクションで選択された切断パターンや切断片の配置が、いくつかの連続するセクションで同じであるため、後続のセクションでも繰り返されることを意味する。
【００２５】
材料ウェブが無限であり、切断ステップの後にさらに輸送できる場合、切断片および／または切断パターンは重ねて配置され得る。したがって、本発明によれば、材料ウェブの一部に部分的にのみ切断片および／または切断パターンを配置することができる。
【００２６】
切断パターンの部分的な配置は、特に、仮想的に規定された繰り返しセクションに、切断パターンの少なくとも１つの切断片が完全に含まれる必要がなく、つまり、その形状が切断パターンに従って規定されておらず、たとえば、次のセクション−たとえば、次の切断パターンの切断片の間に配置されることを意味する。このことはまた、この切断片がセクション内で全周に配置される必要がないことを意味する。
【００２７】
切断片の部分的な配置とは、特に、切断片が長方形セクションに完全に含まれていないことを意味する。一定の（ｃｏｎｓｔａｎｔ）（ある（ｃｅｒｔａｉｎ））配置の切断片を伴ってセクションが繰り返されるため、切断片および／または切断パターンは同じ場所でセクションに切断され得る。
【００２８】
特に、少なくとも１つの切断片および／または切断パターンの配置は部分的であるので、多数の切断片および／または切断パターンは、整数を含まない有理数のセット、すなわち実数に対応する。たとえば、あるセクションに４．６個が配置されると、複数の切断片のうち１つの切断片の６０％だけがそのセクションに配置され、切断片の残りの４０％は後続のセクションに配置される。
【００２９】
さらに、切断パターンは、第１部分のみ、すなわち部分的に配置することもでき、その結果、この切断パターンの残りの部分は、後続のセクションに配置される。これは、切断片の第１部分が第１のセクションに配置され、この切断片の残りの第２部分が後続のセクションに配置されることを意味する。
【００３０】
このようにして、特に切断パターンのすべての切断片の完全な配置のために材料ウェブの所定の長さを維持しないことによって、材料ウェブの長さに最適化されたネスティング方法をさらに改善することができる。このことは、関連する安全距離をなくし得ることを意味する。たとえば、垂直断面境界で材料ウェブの所定の長さを維持するための安全距離を規定する必要はない。これにより、材料を大幅に節約できる。材料ウェブの最初と最後の安全領域を節約することにより、材料の使用量を約０．５〜１％削減できる。
【００３１】
本発明によれば、対応する数の切断片を備えた材料ウェブ上に配置される切断パターンは、材料ウェブの長方形セクションの外側に部分的に配置することもできる。材料ウェブ上の個々の切断パターンの間の境界は、もはや必ずしも直線ではなく、境界は、たとえば、曲がっていてもよく、すなわち直線でなくてもよい。したがって、切断パターン間の境界は、ウェブの２つの外縁の間の最短距離よりも長い長さを有し得る。
【００３２】
好ましい実施形態では、材料ウェブは織布で作られる。この種のウェブは正確な切断を必要とするため、切断片や切断パターンを密に入れ子に配置することは非常に困難である。切断パターンの切断片および／または切断パターンは、エアバッグを形成し得る。これらの切断片は、安全要件および使用目的を満たすために正確に切断する必要がある。
【００３３】
好ましい実施形態では、材料ウェブは、紙、段ボール、板金、不織布、ホイルなどの不織布材料でできている。好ましい実施形態では、切断前にレイアウトアルゴリズムを適用することができる。この場合、切断片は連続単層材料ウェブの繰り返しセクションに次のように配置される。すなわち、まず、材料ウェブのセクション内における切断片の必要スペースが、このセクション内における切断片の少なくとも１つの配置変形に対して計算され、少なくとも１つの切断片および／または１つの切断パターンは材料ウェブのセクションに部分的にのみ含まれる。
【００３４】
１つまたは複数の切断パターンにおける切断片の配置は入れ子になっている、すなわちネスティング方法が使用されている。この方法では、少なくとも１つの切断パターンの切断片が、別の切断パターンの切断片または別の切断パターンの隣に、これらの切断片が同じ方向に配置された場合および／または材料ウェブ上のグリッド上に配置された場合よりも材料無駄が少なくなるような省スペースな方法で配置される。使用されるネスティング方法は、１つまたは複数の切断パターンにおける１つまたは複数の切断片に適用され得る。
【００３５】
本発明の一実施形態では、切断片の配置は、たとえば、切断片または切断パターンの負荷要件を満たすために、材料ウェブにおける織布の横糸および縦糸の向きに依存する。
【００３６】
不織材料を使用すると、代替の配置（例：切断片の回転）によって材料特性が変化しないため、織物に比べると、材料ウェブ上の切断片の向きの自由度が高い。
【００３７】
「配置変形」という用語は、切断片および／または切断パターンが特定の配置で配置され、必要スペースがこの特定の配置変形について計算されるという事実を指す。
【００３８】
必要スペースは、特に、必要に応じて材料ウェブの外側領域および／または考慮する必要がある隣接する切断片までの安全距離とともに、繰り返しセクションの切断片および／または材料ウェブ上の切断パターンの材料要件として理解される。
【００３９】
計算ステップの後、当該計算ステップの結果に基づいて、このセクションにおける切断片の配置変形を選択することができる。選択ステップにより、以前に必要スペースが計算された特定の配置変形が定義または決定される。
【００４０】
配置変形の選択は、特定の配置変形に対して行われることが好ましく、材料ウェブの連続する、すなわち反復するセクションに使用される。したがって、決定された配置変形は、多数の切断片および／または切断パターンに使用することができ、材料無駄が大幅に削減される。本方法の場合、繰り返しセクションに対して切断パターンの好ましい配置変形が計算され、このようにして決定された配置変形が、その後、多数の連続するセクションに対して繰り返される。
【００４１】
代替的にまたは追加的に、選択は、規定された数の連続するセクションに対して行うこともでき、一連のセクションにおける各セクションに対して異なる配置変形を選択することができる。このようにして、比較的大きな切断パターンまたは大きな切断片を、いくつかのセクションにわたって省スペースで配置することができる。次いで、この一連のセクションに対して、効率的な配置変形が規定される。これは、切断工具によって切断される材料ウェブの領域が、切断される片またはパターンの領域よりも小さい場合に役立つ。
【００４２】
代替的にまたは追加的に、選択は、各切断プロセスの前に行うこともでき、いわば、切断される切断片または切断パターンのオンザフライ計算が各セクションに対して行われる。このようにして、材料無駄を常に最小限に抑えながら、完全に異なる切断パターンを非常に柔軟に配置し、その後自発的に切断することができる。
【００４３】
好ましい実施形態では、材料ウェブのセクションにおける切断片の必要スペースは、配置変形としての切断片の純粋なまたは単一種類の配置に基づいて計算される。本発明によれば、純粋なまたは単一種類の配置は、同一の、すなわち同一の形状の切断片のみが入れ子状に配置される配置変形である。これらの切断片はすべて同じ形状およびサイズを有する。
【００４４】
さらに好ましい実施形態では、単一種類の切断片が配置され、この配置に必要なスペースが計算される。第１の別形では、配置される単一種類の切断片の数は、切断される切断パターンの数に部分的にのみ依存している。たとえば、切断パターンの数が非常に多い場合、たとえば、５００個を超える場合、配置は、切断片の最大数が材料ウェブの最小の長さに配置されるように選択される。このようにして、ウェブセクションあたりの切断片の密度が最大である場合、必要な最大数の切断片に対して、比較的少数の過剰な切断片をウェブ上に配置することができる。この少数は、それでも代替の配置よりも低い材料要件を表す。第２の配置変形では、切断パターンに必要なこの特定の切断片の数に従って単一種類の切断片が配置され、必要スペースが計算される。
【００４５】
代替の実施形態では、所定の数の切断パターンに必要なこの特定の切断片の数に従って単一種類の切断片が配置され、この配置について必要スペースが計算される。
【００４６】
あるいは、単一種類の切断片がいくつかの異なる切断パターンに含まれている場合、それらに必要な数に応じて切断片を配置し、この配置に必要なスペースが計算される。
【００４７】
代替的にまたは追加的に、切断片は、材料ウェブの最小長さ（材料ウェブの所与の幅について）に対して最大数、すなわち最大密度で配置される。この場合、材料ウェブの所定のサブセクションに最大数の切断片が配置され、このサブセクションに関してこの切断片の最大密度が達成される。この配置に対して必要スペースが決定される。計算の次のステップでは、このセクションに対して切断片のサブセット、たとえば２つまたは３つの切断パターンの切断片が選択され、計算が繰り返される。必要に応じて、この計算ステップが異なるサブセットに対して繰り返され、最終的に最小の必要スペースを有する配置変形が選択される。これらのサブセクションは、材料ウェブの繰り返しセクションの一部となり得る。したがって、単一種類の配置または最大数の切断片または切断片のサブセットが最小の可能な領域に配置される。この配置は、材料ウェブの繰り返し長方形セクションで行われ得る。
【００４８】
このようにして、単一種類の切断片をグループ内で非常に柔軟に配置でき、必要な材料が少ないレイアウトの別形が計算および選択され得る。
【００４９】
好ましい実施形態では、材料ウェブのセクションにおける切断片の必要スペースは、配置変形としての異なる切断片のサブセットに基づいて計算される。切断片のサブセットまたはサブグループは、少なくとも１つの切断パターンに必要なすべての切断片のサブセットである。サブセットは、１つおよび／または複数の切断パターンの少なくとも２つの異なる切断片を含む。このようにして、特定の切断片を一緒に配置することができ、材料を必要としない配置変形を計算して選択することができる。
【００５０】
好ましい実施形態では、サブセットとして、切断片の面積および／または切断片の形状に基づいて異なる切断片の選択が行われる。したがって、同じサイズおよび／または形状の切断片が入れ子状に配置され得る。さらに、組み合わせが省スペースの配置を可能にする場合、異なる切断片を組み合わせて配置することができる。たとえば、第１の切断片の切り抜きまたは穴に第２の切断片が配置され得る。
【００５１】
好ましい実施形態では、材料ウェブ上の必要スペースは、配置変形として、少なくとも１つの切断パターンのすべての切断片に基づいて計算され得る。このように、スペースを節約するために切断パターンの切断片がセクションに配置され得る。
【００５２】
異なる配置変形、および、特に材料ウェブのセクションにおける必要スペースの計算の結果により、どの配置変形が規定または決定されるかが決定される。特に、単一種類の切断片および／または切断片のサブセットでの配置は、材料の浪費を最小限に抑えることができ、したがって材料の節約を達成できる場合に有利である。
【００５３】
好ましい実施形態では、材料の廃棄物が所定の閾値に達するか、計算時間が所定の閾値を超えるとすぐに、配置変形が選択される。この閾値は、プロセスのパラメータとして入力することができ、特に、材料ウェブの繰り返しセクションにおける切断片および／または切断パターンの配置の終了条件として機能する。所定の閾値は、たとえば、最終的な最適化値であるので、配置変形の選択は有限時間で行われる、すなわち、配置アルゴリズムは、最適に達したときに終了条件を有する。たとえば、第１の特定の配置変形のために配置されるべきすべての切断片の面積が計算される。この第１の値は、材料ウェブのセクションの面積から差し引かれて、第１の材料無駄値が得られる。次に、第２の特定の配置変形のために配置されるべきすべての切断片の面積が計算される。この第２の値もセクションの面積から差し引かれ、第２の材料無駄値が得られる。そして、第１の材料無駄値が第２の材料無駄値から減算されて、材料無駄差分値が取得される。この材料無駄差分値は、所定の閾値と比較される。比較結果が、材料無駄差分値が所定の閾値以下であることを示す場合、切断片および／または切断パターンを配置する方法は終了する。
【００５４】
好ましくは、切断片間の安全距離値が定義され、プロセスにおいて考慮される。切断片間の安全距離は非常に小さく、たとえば２ミリメートル未満にすることができる。安全距離を省略することもでき、つまり、０ミリメートルに等しいため、隣接する切断片が切断端を共有する。理想的には、切断中に使用される材料の量は、切断片の計算に含まれる。
【００５５】
好ましい実施形態では、セクションは、プロセスの入力パラメータとして設定される所定の長さを有する。したがって、切断片および／または切断パターンを配置するために利用可能な材料ウェブの領域が制限および定義され得る。
【００５６】
好ましい実施形態では、切断されるいくつかの少なくとも１つの切断パターンが指定される。代替的または追加的に、異なる切断パターンの切断のために、異なる切断パターンのそれぞれに番号を指定することができる。
【００５７】
たとえば、第１の切断パターンは、第１の車種の第１のエアバッグを表す。第２の切断パターンは、第１の車種または第２の車種の第２のエアバッグを表す。エアバッグは、運転席／助手席および／またはサイドエアバッグであり得る。本発明によれば、これらの切断パターンは、材料ウェブ上に個々に入れ子に配置することができる。代替的にまたは追加的に、切断パターンを組み合わせて配置することもできる。
【００５８】
好ましい実施形態では、切断片を１つのセクションに配置するために、切断片の少なくとも１つが別の切断片に対してシフトおよび／または回転される。このようにして、個々の切断片の入れ子が単純化される。
【００５９】
この目的は、無限材料ウェブのセクションに切断片を配置するためのコンピュータプログラム製品によっても解決され、上記の方法のいずれかで方法の実行をサポートするプログラム部分をプログラムメモリから検索することができる。材料ウェブは単層にすることができる。あるいは、いくつかの無限材料ウェブ、たとえば２〜１０の材料ウェブ、好ましくは５つの材料ウェブを、互いの上に置くことができる。これにより、切断プロセスの効率が向上する。
【００６０】
この目的は、上記の例の１つによる方法を実行するように構成された制御システムを備えた無限単層材料ウェブから切断片を切断するための装置によっても解決される。したがって、単層の無限材料ウェブを使用して、切断片を切断する。したがって、切断は個々の重ねられた材料ウェブではなく、単層の無限材料ウェブで行われる。これにより、たとえば、セクションの最初と最後において安全領域を節約することができる。
【００６１】
切断工具は、レーザ切断のためのレーザ切断装置であってもよい。このレーザ切断は、レーザビーム切断とも呼ばれ、材料の溶発を用いて、連続またはパルスのレーザ放射によって材料ウェブを切断することができる。布、紙、段ボール、金属など、ほとんどすべての材料をこのレーザ光線で切断できる。波長、平均パワー、パルスエネルギー、パルス持続時間などのレーザビームのパラメータは、用途に適合させる必要がある。微視的な溶発メカニズムおよび熱効果は、本質的にパルス持続時間および放射照度によって決定される。ここではレーザ切断を使用して、非常に複雑な輪郭のある切断パターンの切断片を正確かつ迅速に、通常は毎分最大３０メートル、時には毎分３００メートル（リモート切断では５ｍ／秒）で切断する。レーザ切断は非接触でほとんど力がかからない。使用されるレーザ切断装置は、通常、集束された高出力レーザであり、ほとんどがガスレーザとしてのＣＯ２レーザ、または固体レーザとしてのネオジムＹＡＧ（Ｎｄ−ＹＡＧ）レーザと、簡単に集束できるファイバレーザである。
【００６２】
本発明によれば、切断片および／または切断パターンを配置するために材料ウェブの真っ直ぐな終端は使用されないので、少なくとも１つの切断片および／または切断パターンは、繰り返し長方形セクションに部分的にのみ配置できる。このようにして、切断パターンが入れ子にされて配置され得る。したがって、切断パターンは、第１のセクションで開始され、第１のセクションに続く第２のセクションで終了し得る。セクションの繰り返しは、すぐに、または代替の配置変形のセクションの特定のシーケンスの後でのみ行うことができる。
【００６３】
この方法では、最小の必要スペースを計算するために、最適化された材料の長さだけでなく、さまざまな配置変形に対してさまざまな計算方法が使用される。個々の特定の配置変形の必要スペースが計算される。計算に基づいて、材料無駄が最も少ない特定の配置変形が選択される。このようにして、材料ウェブの潜在的な数パーセントの節約が可能である。
【００６４】
本発明によれば、切断は、無限材料ウェブ上で実行され、切断パターンの切断片は、材料を節約する方法で配置される。エアバッグの場合、完全な切断パターンは、非常に異なる形状のいくつかの異なる切断片で構成される。
【００６５】
長方形の無限材料ウェブからさまざまな切断片を切り出す場合、個々のセクションを直接隣り合わせに配置できるため、材料ウェブの最初と最後に数センチの安全領域がもはや不要になる。材料ウェブの長さが８メートルの場合、これは１．２５％の材料を節約できることを意味する。
【００６６】
少なくとも１つの切断パターンの切断片を、たとえば単一種類の切断片もしくはサブセットまたは完全な切断パターンに配置する場合（つまり、少なくとも１つの切断パターンのすべての異なる切断片を使用する場合）、単一種類の切断片または切断片のサブセットを、賢い回転や材料ウェブのシフトなどにより、はるかに省スペースで入れ子にできる場合があるので、本発明によれば、かなりの材料節約を達成することができる。
【００６７】
本発明の利点は、材料ウェブの搬送方向に対して横方向に入れ子配置の直線部分の終端が必要ないという事実に基づいているが、曲げられた、すなわち非直線部分の終端も使用できる。したがって、切断片および／または切断パターンのその後の配置の始まりは、前の入れ子配置の間隙に配置することができる。従来の方法は常に直線部分の終端を必要とするため、このような切断プロセスの従来の入れ子方法では、この入れ子は不可能である。したがって、セクションに部分的に配置された切断片のみを完成させることはできず、材料無駄のために切断プロセスがより高価になる。本発明によれば、第１のセクションで始まり、第２のセクション、すなわち第１のセクションの最初の繰り返しで終わるように、セクションにわたって切断片または切断パターンを配置することもできる。
【００６８】
このようにして、切断する材料の数パーセントを節約できる。エアバッグ製造の分野では、材料を１％節約することで、ユニット数が非常に多い車両の年間コストを大幅に節約できる。
【００６９】
本発明によれば、この技術は、材料のロールから繰り返し切断パターンが作成されるすべてのプロセスにおいて使用され得る。配置は、異なる配置変形の計算に基づいており、単一種類の配置に加えて、切断パターンの異なる切断片のサブセットの組み合わせが計算され、考慮される。
【００７０】
以下において、本発明または本発明のさらなる実施形態および利点は、図によってより詳細に説明され、図は、単に本発明の実施形態を説明する。図中の同一の構成要素には、同一の参照符号が付されている。図は実物大であるとは見なされない。つまり、図の個々の要素は、誇張して大きく、または簡略化した形で表わされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】エアバッグ用の切断片を備えた切断パターンの例である。
【図２】必要なすべての切断片を使用する、図１による同一の切断パターンのグループの配置変形である。
【図３】本発明による必要な切断片のサブセットを使用する、図１による同一の切断パターンのグループの代替の配置変形である。
【図４ａ】本発明による切断片の１つを使用する、図１による同一の切断パターンのグループの単一種類の配置変形を示す。
【図４ｂ】本発明による切断片の１つを使用する、図１による同一の切断パターンのグループの単一種類の配置変形を示す。
【図４ｃ】本発明による切断片の１つを使用する、図１による同一の切断パターンのグループの単一種類の配置変形を示す。
【図５】第１の配置変形のエアバッグ用の切断片を備えた切断パターンの代替例である。
【図６ａ】本発明による切断片の１つを使用する同じ切断パターンのグループに対する単一種類の配置変形を示す図である。
【図６ｂ】本発明による切断片の１つを使用する同じ切断パターンのグループに対する単一種類の配置変形を示す図である。
【図６ｃ】本発明による切断片の１つを使用する同じ切断パターンのグループに対する単一種類の配置変形を示す図である。
【図６ｄ】本発明による切断片の１つを使用する同じ切断パターンのグループに対する単一種類の配置変形を示す図である。
【図７】本発明による必要な切断片のサブセットを使用する同じ切断パターンのグループの代替の配置変形である。
【図８】本発明による方法のフローチャートの例である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
図１にエアバッグの切断パターン７を示す。切断パターン７は、切断片２、切断片４、切断片６がそれぞれ２回ずつ存在する合計９個の切断片１〜６からなる。これら９個の切断片１〜６は、たとえば自動車用エアバッグの切断パターン７を形成する。切断片１〜６の形状やサイズは大きく異なる。
【００７３】
切断パターン７のこれら９つの切断片１〜６を、最少量の材料無駄で材料ウェブ１９上に省スペースに配置してそれらを切断するために、本発明による方法が使用される。
【００７４】
本発明によれば、切断パターン７の異なる配置変形および／または同じ切断パターン７の少なくとも１つのグループ８、８‘の切断片１〜６、または異なる切断パターンもシミュレーション、すなわち計算される。
【００７５】
切断パターン７の個々の切断片１〜６は、たとえば、（図４ａ〜４ｃに示すように）単一種類の方法で配置され、それぞれの切断片に必要なスペースが決定される。
【００７６】
さらなる配置の変形例では、切断パターン７の個々の切断片１〜６は、たとえば（図３でより詳細に説明されるように）サブセットで配置され、それぞれの切断片１〜６に必要なスペースが決定される。サブセットごとの１〜６個の切断片は、サイズまたは形状に応じて選択される。サブセットごとの異なる切断片１〜６の数、および切断片１〜６自体の数は制限されない。
【００７７】
最後に、（たとえば図２に示すように）切断パターン７のすべての異なる切断片１〜６を配置して、セクション９のすべての異なる切断片１〜６または切断パターン７のグループ８、８‘を有するそれぞれの切断パターン７に必要なスペースが決定され得る。
【００７８】
各々の配置変形について、必要スペースおよび材料無駄が計算され、最終的に、最小の材料無駄が計算された配置変形が選択される。この目的のために、さまざまな入力パラメータをプロセスに指定でき、たとえば、切断する切断パターンの最大数または切断長、または達成する必要のある材料無駄を最小限にできる。
【００７９】
図２には、図１に示される切断パターン７の９つの切断片１〜６の第１の特定の配置変形が例示的に示されている。図１の同じ切断パターン７は、図２では合計５回配置されているので、図２では、５つの同一の切断パターン７のグループ８が示されている。図２の配置変形では、５つの切断パターン７、ここでは５つのエアバッグを材料ウェブ１９から切断できる。図２には、４５個の切断片１〜６が示され、配置されている。
【００８０】
５つの切断パターン７のグループ８のすべての切断片１〜６は、幅２３３５ミリメートル、長さ６５９３ミリメートルの長方形セクション９に配置され、この例示的な配置では、横側（つまり、材料ウェブを横切る側面の長さ１９）あたり３０ミリメートルの安全距離が含まれている、つまり、６０ミリメートルの合計安全距離を追加する必要がある。図２によるこの配置変形はまた、材料ウェブ１９のいくつかの層を用いた切断プロセスおよび切断工具による従来の同時切断に使用することができる。図２によるこの配置の変形では、５つの切断パターン７のグループ８に対して材料ウェブの長さが６５９３ミリである必要があるため、各切断パターンにつき１３１８．６ミリメートル（６５９３ミリメートルを５で割った長さ）が必要である。
【００８１】
本発明によれば、材料無駄を最小限にするために、切断パターン７あたりの必要スペースがさらに低減される。この目的のために、さまざまな配置変形に対して、必要なスペースが最初に計算される。
【００８２】
図３には、たとえば、図１の切断片１〜６を有する切断パターン７のさらなる配置変形が示されている。図３には、無限材料ウェブ１９上の２つの連続するセクション９、９‘が示されている。これらのセクション９、９‘は長方形であり、それらの幅は材料ウェブ１９の幅と同一である。材料ウェブ１９は、たとえばロール材料として入手可能である。
【００８３】
図３のセクション９では、図１の切断パターン７のすべての切断片１〜６のサブセットのみが配置されている。ここで、切断片１、４、６は、同じ切断パターン７のすべての切断片１〜６のサブセットとして配置されたものである。したがって、切断パターン７は、セクション９に部分的にのみ含まれている。図１による切断パターン７の切断片１、４および６からなるこのサブセットは、３０４３ミリメートルの材料ウェブ長さを必要とする。必要スペースは、２つの切断片１の間に切断片４および６をうまく配置することで削減できる。したがって、必要スペースを計算すると、切断パターン７の各サブセットメニューに必要な材料のウェブ長は６０９ミリメートル（３０４３ミリメートルを５で割った値）になる。
【００８４】
本発明によれば、無限単層材料ウェブ１９から多数の切断パターン７が切断されることになる。したがって、５つを超える切断パターン７を材料ウェブ１９に配置する場合、最初の５つの切断パターン７におけるグループ８の大面積の切断片１は、必要スペースをさらに削減するために、さらに５つの切断７パターンで構成される次のグループ８‘に入れ子にされる。さらに、切断パターン７の次のグループ８‘から５つの切断片６‘がセクション９にすでに配置されている。さらに、無限材料ウェブ１９により、図２で使用されるセクション９と９‘との間の安全距離を省略することができる。材料ウェブ１９は、複数の層を有することができる。
【００８５】
図４ａ〜図４ｃでは、５つの同一の切断パターン７からのグループ８の残りの切断片５、３および２が、図１による特定の配置変形に配置され、それらの必要スペースが決定される。
【００８６】
たとえば、切断片５については、図１の切断パターン７の切断片５が図４ａに従って単一種類の方法で配置される配置変形が選択される。個々の切断片５は、それらの必要スペースが最小化されるように、材料ウェブ上で最初にシフトおよび／または回転される。図４ａによれば、第１のグループ８の２４個の切断片５が、２１９７ミリメートルの長さに配置される。この配置変形では、必要スペースを計算すると、切断片５ごとに必要な長さはわずか９１．５４ミリメートル（２１９７ミリメートルを２４で割った値）になる。
【００８７】
無限単層材料ウェブ１９から切断される切断パターン７が多数あるため、図４ａに示されるように、材料ウェブ１９上には５つを超える切断パターン７も配置され、その結果、最初の２４個の切断パターン７のグループ８からの切断片５は、次の切断パターン７で構成される次のグループ８‘に入れ子にされる。さらに、無限単層材料ウェブ１９により、図２で使用されている個々のセクション間の安全距離（ここでは明示的に示されていない）が省略され得る。
【００８８】
さらに、たとえば、切断片３の場合、図１の切断パターン７の切断片３が図４ｂに従って単一種類の方法で配置される配置変形も選択される。個々の切断片３は、それらの必要スペースが最小化されるように、材料ウェブ１９上で最初にシフトおよび／または回転される。図４ｂによれば、第１のグループ８の２４個の切断片３が３３９５ミリメートルの長さに配置される。この配置変形では、必要スペースの計算の結果、切断片３あたりに必要な長さは１４１．４６ミリメートル（３３９５ミリメートルを数２４で割ったもの）のみである。
【００８９】
無限単層材料ウェブ１９から切断される切断パターン７が多数あるため、図４ｂに示されるように、材料ウェブ１９上には５つを超える切断パターン７も配置され、最初の２４個の切断パターン７のグループ８からの切断片３が、次の切断パターン７からなる次のグループ８‘に入れ子にされる。切断片２は、セクション全体にわたって配置される。したがって、第１のセクション９では、合計３つの切断片３の第１部分１０が配置され、後続の第２のセクション９‘（完全に図示せず）では、３つの切断片３の対応する第２部分１１が配置される。加えて、無限単層材料ウェブ１９により、図２で使用される個々のセクション間の安全距離（ここでは明示的に示されていない）が省略され得る。
【００９０】
加えて、たとえば、切断片２の場合、図１の切断パターン７の切断片２が図４ｃに従って単一種類で配置される配置変形も選択される。個々の切断片２は、最初に、それらの必要スペースが最小化されるように材料ウェブ１９上でシフトおよび／または回転される。図４ｃによれば、第１のグループ８の８個の切断片２が、１４４０ミリメートルの長さに配置される。この配置では、必要スペースを計算すると、各切断片２に１８０ミリメートル（１４４０ミリメートルを８の数で割った値）の長さが必要になる。切断パターン７では、切断片２が２回必要になるため、単一種類の配置では切断片２の必要スペースが２倍の３６０ミリメートルになる。
【００９１】
無限単層材料ウェブ１９から切断される切断パターン７が多数あるため、図４ｃに示されるように、材料ウェブ１９上には５つを超える切断パターン７も配置され、最初の８つの切断パターン７のグループ８からの切断片２が、次の切断パターン７からなる次のグループ８‘に入れ子にされる。この場合、切断片２はセクション全体にわたって配置される。したがって、第１のセクション９では、合計４つの切断片２の第１部分１０が配置され、続く第２のセクション９‘では、４つの切断片２の対応する第２部分１１が配置される。無限単層材料ウェブ１９により、図２で使用される個々のセクション９と９‘との間の安全距離も省略できる。
【００９２】
計算ステップでは、図３〜図４ａ〜図４ｃによる配置変形の切断パターン７を切り出すために、図１の切断パターン７ごとの合計必要スペースが決定される。切断パターン７は、その切断片１〜６が図３、図４ａ〜図４ｃに従って配置される場合、１２０２ミリメートルの全長を必要とする。この全長は、個々の切断片の必要スペースの合計に対応する。つまり、切断片１、４、６のサブセットは６０９ミリメートルであり、切断片２は３６０ミリメートル（ダブル）であり、切断片３は１４１．４６ミリメートルであり、切断片５は９１．５４ミリメートルである。
【００９３】
図１の切断パターン７が図３、図４ａ〜図４ｃに従って配置される場合、図２の配置変形による切断パターン７あたり必要な１３１８．６ミリメートルが、図３、図４ａ〜図４ｃの配置変形による切断パターン７あたり１２０２ミリメートルに低減されるので、８％の材料節約が可能である。
【００９４】
９個の切断片１〜６からなる１つの切断パターン７の切断時間は、７．２秒である。この切断時間は次のように構成されている。
【００９５】
図３による材料ウェブ１９のセクション９の切断パターン７のサブセットの配置変形は、毎分１０．３メートルの材料ウェブを切断することができるので、１８秒で切断される。したがって、切断片１、４（ダブル）および６（ダブル）のサブセットごとに、３．６秒の切断時間が必要である（１８秒を５で割った値）。
【００９６】
図４ａによる材料ウェブ１９のセクション９における切断パターン７の切断片５の配置変形は、毎分合計７．３メートルの材料ウェブを切断することができるので、１８秒で切断される。したがって、切断片５あたり０．７５秒の切断時間が必要である（１８秒を２４で割った値）。
【００９７】
図４ｂによる材料ウェブ１９のセクション９における切断パターン７の切断片３の配置変形は、毎分合計８．１メートルの材料ウェブを切断することができるので、２５秒で切断される。したがって、切断片３あたり１．０４秒の切断時間が必要である（２５秒を２４で割った値）。
【００９８】
図４ｃによる材料ウェブ１９のセクション９における切断パターン７の切断片２の配置変形は、毎分合計１４メートルの材料ウェブを切断することができるので、６．２秒で切断される。したがって、切断片２ごとに０．８秒の切断時間が必要である（６．２秒を８で割った値）。図１に示すように、切断パターン７では２つの切断片２が必要であるため、切断片２の切断時間は２倍の１．６秒になる。
【００９９】
最後に、以前の計算に基づいて、切断パターン７の特定の配置変形が選択され、決定される。そして、この配置変形は、切断される多数の切断パターン７に使用され、切断プロセスの基礎を形成する。切断片１〜６は、無限単層材料ウェブ１９の長方形の繰り返しセクション９に配置され、少なくとも１つの切断片１〜６または少なくとも１つの切断パターン７は、セクション９に部分的に（のみ）含まれる。
【０１００】
図５〜図７には、図１に代わる切断パターンの配置変形が示されている。図５に示す切削パターンは、７つの異なる切断片１２〜１８により形成されている。
【０１０１】
この場合、図５の切断パターンの個々の切断片１２〜１８は、たとえば、種類（図６ａ〜図６ｄに示されるように）に従って配置され、スペースは、それぞれの切断片に対して個別に決定され得る。
【０１０２】
さらなる配置変形では、切断パターンの個々の切断片１２〜１８は、たとえば、（図７でより詳細に説明されるように）サブセットに配置され、切断片１２〜１８のそれぞれのサブセットに必要とされるスペースが決定される。サブセットごとの切断片１２〜１８は、サイズまたは形状に応じて選択される。サブセットごとの異なる切断片１２〜１８の数も、切断片１２〜１８自体の数も制限されない。
【０１０３】
最後に、（たとえば、図５に示すように）切断パターンのすべての異なる切断片１２〜１８を配置して、すべての切断片１２〜１８または同じ切断パターンのグループ８を含む切断パターン全体に必要なスペースが決定され得る。
【０１０４】
各々の配置変形について、必要スペースと材料無駄とが計算され、次いで、最小材料無駄が計算された配置変形が選択される。この目的のために、たとえば、切断する切断パターンの最大数やセクション長、または達成すべき最小の材料無駄など、さまざまな入力パラメータがプロセス用に指定され得る。
【０１０５】
図５には、８つの同一の切断パターンのグループ８に対する７つの異なる切断片１２〜１８の従来の配置が一例として示されている。図５の配置変形では、８つの切断パターン、ここでは８つのエアバッグを材料ウェブ１９から切断できる。図５では、合計５６個の切断片１２〜１８が示され、配置されている。例示の目的で、３つの異なる切断片１２〜１８が文字ａ〜ｃで示されている。
【０１０６】
切断パターンのグループ８のすべての切断片１２〜１８が、６８００ミリメートルの長さに配置される。この例示的な配置では、横側（すなわち、材料ウェブ１９を横切る側の長さ）あたり３０ミリメートルの安全距離が考慮されなければならず、その結果、６０ミリメートルの合計安全距離が含まれる。図５によるこの配置変形は、材料ウェブ１９のいくつかの層を用いた切断プロセスおよび切断工具による従来の同時切断にも使用することができる。図５によるこの配置変形は、８つの切断パターンのグループ８に対して６８６０ミリメートルの材料ウェブの長さを必要とするので、各切断パターンに対して８５７．５ミリメートル（６８６０ミリメートルを数８で割った長さ）が必要である。
【０１０７】
本発明によれば、材料無駄を最小限にするために、切断パターンごとのこの必要スペースがさらに低減される。この目的のために、他のさまざまな配置変形に対して必要スペースが計算される。
【０１０８】
図６ａ〜図６ｄでは、同じ切断パターンのグループ８の切断片１２、１３、１４および１８が種類に従って配置されている。
【０１０９】
たとえば、切断片１２の場合、図６ａに従って切断片１２が配置される配置変形が選択される。個々の切断片１２は、最初に、それらの必要スペースが最小化されるように材料ウェブ上でシフトおよび／または回転される。図６ａによれば、同じ切断パターンのグループにおける２８個の切断片１２が、７９８ミリメートルの長さに配置される。この配置変形では、必要スペースの計算により、各切断片１２に必要な長さは２９ミリメートル（７９８ミリメートルを数２８で割ったもの）だけになる。
【０１１０】
無限の材料ウェブ１９から切断される多数の切断パターンにより、図６ａに示されるように、より多くの切断パターンが材料ウェブ１９上に配置され、その結果、切断パターンのグループ８の２８個の切断片１２が、追加の切断パターンまたは追加の切断片１２からなる次のグループ８‘のすぐ隣に入れ子にされる。さらに、無限の材料ウェブ１９により、図５で使用されている個々のセクション間の安全距離（ここでは明示的に示されていない）を省略することができる。
【０１１１】
切断片は、材料ウェブ１９の繰り返しセクション９に最小長さかつ最大密度で配置され得る。このセクション９に配置される切断片の数は、指定された数の切断パターンに対して配置される切断片の最大数より少なくてもかまわない。
【０１１２】
さらに、たとえば、切断片１３が図６ｂに従って配置される切断片１３の配置変形も選択される。この場合、個々の切断片１３は、それらの必要スペースが最小化されるように、材料ウェブ１９上で最初にシフトおよび／または回転される。図６ｂでは、切断片１３は、このグループ８の隣接する切断片１３に対して１８０°回転されている。図６ｂによれば、グループ８の１２個の切断片１３は、２６２ミリメートルの長さにわたって収容される。この配置変形では、必要スペースの計算により、切断片１３あたり２２ミリメートル（２６２ミリメートルを数１２で割ったもの）の長さのみが必要となる。
【０１１３】
無限単層材料ウェブ１９から切断される切断パターンが多数あるため、図６ｂに示されるように、材料ウェブ１９上にはより多くの切断パターンが配置され、最初の１２個の切断パターンのグループ８の切断片１３は、次の切断パターンまたは切断片１３からなる次のグループ８‘のすぐ隣に入れ子にされる。さらに、図５で使用されている個々のセクション間の安全距離（ここでは明示されていない）は、無限単層材料ウェブ１９では省略できる。
【０１１４】
加えて、たとえば、図６ｃに従って切断片１４が配置される切断片１４の配置変形も選択される。個々の切断片１４は、それらの必要スペースが最小化されるように、材料ウェブ１９上で最初にシフトおよび／または回転される。図６ｃによれば、グループ８の９つの切断片１４が、２６８ミリメートルの長さに配置される。この配置変形では、必要スペースの計算により、切断片１４ごとに３０ミリメートル（２６８ミリメートルを９の数で割った長さ）の長さのみが必要になる。
【０１１５】
無限単層材料ウェブ１９から切断される切断パターンが多数あるため、図６ｃに示されるように、材料ウェブ１９上にはより多くの切断パターンを配置することができ、最初の９つの切断パターンのグループ８からの切断片１４は、さらなる切断パターンまたは切断片１３からなる次のフォルダ８‘のすぐ隣に入れ子にされている。さらに、図５で使用されている個々のセクション間の安全距離（ここでは明示されていない）は、無限単層材料ウェブ１９では省略できる。
【０１１６】
加えて、たとえば、切断片１８に対して、切断片１８が図６ｄに従って配置される配置変形も選択される。個々の切断片１８は、それらの必要スペースが最小化されるように、材料ウェブ１９上で最初にシフトおよび／または回転される。図６ｄによれば、グループ８の４つの切断片１８が１９２７ミリメートルの長さに配置される。この配置変形では、必要スペースの計算により、切断片１８あたり必要な長さは４８２ミリメートル（１９２７ミリメートルを数４で割ったもの）だけになる。
【０１１７】
無限単層材料ウェブ１９から切断される切断パターンが多数あるため、図６ｄに示されるように、材料ウェブ１９上により多くの切断パターンを配置することができ、そのため、最初の４つの切断パターンのグループ８の切断片１８は、さらなる切断パターンまたは切断片１８で構成される後続のグループ８‘に入れ子にされる。さらに、無限単層材料ウェブ１９により、図５で使用されている個々のセクション間の安全距離（ここでは明示的に示されていない）を省略することができる。
【０１１８】
図７は、切断パターンの異なる切断片１２〜１８のサブセットのみを有する切断パターンのさらなる配置変形を示す。図７では、同じ切断パターンのすべての異なる切断片１２〜１８からの切断片１５、１６および１７からなるサブセットのみが配置されている。切断片１５、１６、１７からなるこのサブセットの６つには、１６７０ミリメートルの材料ウェブ長さが必要である。したがって、必要スペースを計算すると、切断パターンのサブセットごとに、材料のウェブ長さが２７８ミリメートル（１６７０ミリメートルを６で割った値）になる。
【０１１９】
本発明によれば、無限単層材料ウェブ１９から多数の切断パターンが切断されることになる。したがって、材料ウェブ１９に５つ以上の切断パターン７を配置する場合、最初の６つの切断パターンのグループ８における大面積の切断片１は、必要スペースをさらに削減するために、さらに５つの切断パターン７で構成される次のグループ８‘に入れ子にされる。さらに、図５で使用されているセクション９と９‘との間の安全距離は、無限単層材料ウェブ１９では省略できる。
【０１２０】
計算ステップでは、切断パターンを切断するために必要なスペースを削減するために、切断パターンごとの総必要スペースが、図６ａ〜６ｄおよび図７の配置変形から決定される。切断パターン１２〜１８が図６ａ〜６ｄおよび図７に従って配置されている場合、切断パターンの全長は８４１ミリメートルである。この全長は、個々の切断片の必要スペースの合計に対応する。すなわち、切断片１５、１６、１７のサブセットは２７８ミリメートル、切断片１２は２９ミリメートル、切断片１３のは２２ミリメートル、切断片１４は３０ミリメートル、切断片１８は４８２ミリメートルである。
【０１２１】
切断パターンが図５による配置の代わりに図６ａ〜図６ｄおよび図７の配置により配置されている場合、２％の材料節約が可能になる（図６ａ〜図６ｄおよび図７の配置変形による切断パターン当たり８４１ミリメートルと比較して、図５の配置変形による切断パターン当たり８５７．５ミリメートル）。
【０１２２】
切断パターンの１つの切断時間は、２つのレーザ切断スキャナの場合は６．６秒、１つのレーザ切断スキャナの場合は１３秒である。
【０１２３】
最後に、以前の計算に基づいて、切断パターンの特定の配置変形が選択され、決定される。次いで、この配置変形は、切断される多数の切断パターンに使用され、切断プロセスの基礎を形成する。切断片１２〜１８は、無限単層材料ウェブ１９の長方形の繰り返しセクション９に配置され、少なくとも１つの切断片１２〜１８または少なくとも１つの切断パターンが、セクション９に部分的に（のみ）含まれる。
【０１２４】
材料の削減を達成するべく、図５に示される切断パターンは、材料を節約する配置変形を決定するために、本発明による方法を使用して最適化される。
【０１２５】
図８は、本発明による方法１００のフローチャートの例を示す。任意選択の方法ステップ１０１では、たとえばセクション９の長さ、または切断される切断パターンの数など、方法のパラメータ入力が行われる。特に、配置する切断パターンの数、切断パターンごとの切断片の数などを指定できる。ステップ１０２において、材料ウェブ上に少なくとも１つの切断パターンの切断片の配置が行われる。ステップ１０３において、システムは、ステップ１０２で配置された配置変形に必要なスペースを計算する。配置変形の必要スペースが計算されている場合、計算された必要スペースまたは結果として生じる材料無駄は、次の任意選択のステップ１０４において閾値Ｘと比較される。材料無駄が指定された閾値Ｘよりも大きい場合（比較ステップ１０４で「いいえ」）、ステップ１０２において別の配置変形が配置され、ステップ１０３においてこの別形の必要スペースが再度計算され、比較ステップ１０４が再び実行される。材料無駄が閾値Ｘを下回るとすぐに（比較ステップ１０４で「はい」）、ステップ１０５において配置が規定される。この規定された配置は、次いで、プログラムメモリに保存され得る。ステップ１０６において、材料ウェブは、規定された配置変形に従って切断される。
【０１２６】
本発明の範囲内で、すべての説明されたおよび／または描かれたおよび／または請求された要素は、任意の方法で互いに組み合わせることができる。
【０１２７】
特に、最小必要スペースは、いくつかの異なる配置変形に対して計算される。たとえば、切断パターンの切断片が最初に材料ウェブ上に置かれる。この配置は、最小の長さで最大密度の原理に従って実行される。このようにして、切断片の単一種類の配置に必要なスペースを計算できる。この配置は、最大数の単一種類の配置を含む最小の必要スペースを計算するために、最初に各切断片に対して個別に行うことができる。
【０１２８】
本発明の次のステップでは、切断パターンの第１の切断片を、切断パターンの第２の切断片と組み合わせることができる。この組み合わせの最小必要スペース（以前はサブセットと呼ばれていた）が、組み合わせの最大数に対して計算される。異なる計算において組み合わせ中の異なる切断片の数は変わり得るので、材料ウェブの長さあたりの最小必要スペースは、最初に切断パターンの２つの切断片に対して計算され、次に切断パターンの３つ以上の切断片に対して計算される。
【０１２９】
このように、さまざまな組み合わせを単一種類の配置と組み合わせて使用して、材料無駄を最小限に抑えた配置変形を作成できる。配置変形は、少なくとも１つの長方形の繰り返しセクションを含み、その中に、切断片が部分的にのみ含まれる。必要な数だけの切断片が配置されるとは限らない。むしろ、必要な数の切断片は、セクションを複数回繰り返すことによって達成される。その後、組み合わせ（サブセット）を計算すると、この組み合わせを繰り返すことにより、必要な数の切断片が最終的に得られる。
【符号の説明】
【０１３０】
１〜６  切断片１〜６
７  切断パターン
８、８‘  同一の切断片のグループ
９、９‘  繰り返しセクション
１０  切断片の第１部分
１１  切断片の第２部分
１２ａ〜ｃ  切断片１
１３ａ〜ｃ  切断片２
１４ａ〜ｃ  切断片３
１５ａ〜ｃ  切断片４
１６ａ〜ｃ  切断片５
１７ａ〜ｃ  切断片６
１８ａ〜ｃ  切断片７
１９  材料ウェブ
２０  材料無駄用の閾値
１０１〜１０６  方法のステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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