(57)【要約】本発明は、縫い目輪郭の位置を制御する方法、及びその方法を実施するための装置に関するものであり、縫製材料の構造に対する縫い目輪郭の位置制御は、参照縫製材料の構造と作業縫製材料の構造との比較データに基づいて行われる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫製材料の構造に対する縫い目輪郭の位置を制御する方法であって、
−前記縫製材料構造の参照位置を、そのような構造を有する参照縫製材料を用いて記録するステップと、
−記録された前記構造参照位置に基づいて、参照構造データセットを生成するステップと、
−前記参照構造データセットを生成した後、縫製プログラムにて作業縫製材料を縫製するステップと、を備える方法において、
−前記作業縫製材料を縫製するステップより前に、前記縫製プログラムを準備するための以下のステップ、すなわち、
−−前記参照縫製材料の前記縫製材料構造に対応する、前記作業縫製材料の縫製材料構造の作業位置を記録するステップと、
−−記録された前記構造作業位置に基づいて、作業構造データセットを生成するステップと、
−−前記参照構造データセットを前記作業構造データセットと比較することにより、前記作業位置を前記参照位置と比較するステップと、
−−前記比較時に記録された、前記参照構造データセットと前記作業構造データセットとの間の偏差に基づいて、前記縫製プログラムのパラメータデータを適合するステップと、を実行するステップと、
−適合された前記縫製プログラムにて、前記作業縫製材料を縫製するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記参照構造データセットと前記作業構造データセットとの間の少なくとも１つの偏差は、以下のグループ、すなわち、
−第１の縫製座標に沿った前記参照縫製材料に対する前記作業縫製材料の変位、
−前記第１の縫製座標に垂直な、第２の縫製座標に沿った前記参照縫製材料に対する前記作業縫製材料の変位、
−前記縫製座標の少なくとも１つに沿った前記参照構造データセットに対する前記作業構造データセットのサイズ差、
−それぞれの前記データセットの始点と終点を接続する線に沿う縫製座標に沿った、前記参照構造データセットに対する前記作業構造データセットの拡大の角度偏差、及び、
−それぞれの前記データセットの始点と終点を接続する線に沿う縫製座標に沿った、前記参照構造データセットに対する前記作業構造データセットの拡大のサイズ差、
から考慮されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記縫製材料は、縫製材料フレームに挿入され、
前記参照位置及び前記作業位置が、挿入された前記縫製材料を用いて記録されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法を実施するための縫製装置（１）であって、
−ミシンと、
−縫製材料フレーム（８）と、
−カメラシステム（９）と、
−前記ミシン及び前記カメラシステムと信号通信しているプログラム可能な制御ユニット（１２）とを備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、ドイツ特許出願ＤＥ  １０  ２０１８  ２０７  ９３１．５の優先権を主張しており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、縫製材料の構造に対する縫い目輪郭の位置を制御する方法、及びそのような方法を実行するための縫製装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４から、縫製材料を記録するためのカメラを備える縫製装置が知られており、縫製される縫い目輪郭（seam contour）が、記録された画像データに基づいて決定される。
【０００４】
特に、構造を有する位置が重要な縫製材料（例えばミシン目模様を有する皮革）の場合、その構造（例えばそのミシン目模様）の適用は、縫製材料の不均一な特性のために再現可能な方法で縫製材料上に容易に配置できないことが示されている。最先端技術から知られている装置及び方法であっても、構造に対する縫い目位置に関する高精度の要件が少なくともある場合は、構造に対する縫い目の再現可能な縫製は不可能である。
【０００５】
特許文献５は、平坦な弾性布に適用された模様の輪郭に沿ってキルティングする方法と、その方法を実施するための装置を開示している。特許文献６は、シート材料を供給するための方法及び装置を開示している。特許文献７は、搬送面上に広がる平坦な作業材料のパターン歪みを補償する方法を開示している。特許文献８は、エッジ検出及び縫製のための装置を開示している。特許文献９は、ミシン及びミシンの制御プログラムを開示している。特許文献１０は、縫製材料の位置補正装置を開示している。特許文献１１は、縫製材料を位置決め及び供給する方法を開示している。特許文献１２は、形状認識装置及びミシンを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＥＰ  １  ９９７  ９４５  Ａ１
【特許文献２】ＥＰ  ０  ９７１  ０６１  Ａ１
【特許文献３】ＵＳ  ２０１２／０２２６０２  Ａ１
【特許文献４】ＧＢ  ２  ２４０  １９３  Ａ１
【特許文献５】ＤＥ  ３５  ３５  ６４４  Ｃ２
【特許文献６】ＤＥ  ６８９  ０７  １６７  Ｔ２
【特許文献７】ＤＥ  １０２  ３６  ５８１  Ａ１
【特許文献８】ＵＳ  ５，２０５，２３２
【特許文献９】ＵＳ  ２００９／０１８８４１４  Ａ１
【特許文献１０】ＤＥ  ４２  ０３  ５５８  Ａ１
【特許文献１１】ＤＥ  ４２  ０５  ０７０  Ａ１
【特許文献１２】ＤＥ  １０  ２０１５  １１６  １１２  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の１つの課題は、高精度の要件であっても、縫製材料の構造に対する縫い目輪郭の十分に正確な位置制御を可能にする方法を提供することである。この課題は、請求項１の特徴により解決される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、参照縫製材料と作業縫製材料の構造を比較して得られたデータに基づいて、縫製材料の構造に対する縫い目輪郭の位置制御が実行されるように、縫製プログラムが適合されるという認識に基づく。
【０００９】
縫製材料の構造に対する縫い目輪郭の位置を制御する方法を用いて、縫製材料構造の参照位置は、そのような構造を有する参照縫製材料に基づいて最初に記録される。参照構造データセットが、記録された構造参照位置を使用して、記録された参照位置に基づいて生成される。参照構造データセットが生成された後、作業縫製材料は、縫製プログラムで縫製される。ここで、縫製プログラムは、作業縫製材料の縫製の前に読み込まれるか、又は選択され、縫製プログラムを準備するための以下のステップ、すなわち、
−参照縫製材料の縫製材料構造に対応する、作業縫製材料の縫製材料構造における作業位置を記録するステップと、
−記録された構造作業位置に基づいて、作業構造データセットを生成するステップと、
−参照構造データセットを作業構造データセットと比較することにより、作業位置と参照位置を比較するステップと、
−参照構造データセットと比較時に記録された作業構造データセットとの間の偏差に基づいて、縫製プログラムのパラメータデータを適合するステップと、
が、作業縫製材料の縫製より前に実行される。
【００１０】
続いて、作業縫製材料は、適合された縫製プログラムで縫製される。
【００１１】
参照縫製材料は、作業縫製材料と同じではない。したがって、一方の参照縫製材料と、他方のそれぞれの作業縫製材料とは、異なる縫製材料である。
【００１２】
縫製材料の構造の例は、縫製材料のミシン目、又は縫製材料の模様若しくは色柄であり、特に不規則な模様である。有利には、いくつかの連続するミシン目の位置、及び／又は一連のミシン目の長さ若しくは方向、又は一連のミシン目の２部分間における角度を記録し、処理することができる。縫製材料の模様や色柄のコースを記録し、縫い目輪郭をそれに合わせることができる。
【００１３】
最初に生成された参照構造データセットを、記録された構造作業位置に基づいて生成された、縫製される縫製材料の作業構造データセットと比較する制御方法は、連続生産に必要な高精度と高速度の要件であっても、対応する位置制御方法のデータ処理作業を管理しやすくすると認識される。作業構造データセットは、縫製材料にある構造に適合した方法で生成できる。そうすることで、構造の特性、例えば、既存の縫製材料のミシン目配置や模様の詳細を考慮に入れることができる。
【００１４】
請求項２に記載の方法により、縫製プログラムの適合をさらに改善できる。縫い目輪郭の位置制御がさらに改善される。縫い目模様が最適化される。「第１の縫製座標に沿った変位」、「第２の縫製座標に沿った変位」、「構造−データセットのサイズ差」、「角度偏差」又は「構造−データセットの拡大のサイズ差」の偏差カテゴリにおけるまさに１つの偏差を使用できる。あるいは、これら偏差カテゴリの２つ以上、例えば、これら偏差カテゴリの２つ、３つ、４つの組み合わせ、又は全ての組み合わせを使用できる。
【００１５】
請求項２に記載の構造−データセットの偏差は、縫製材料に通常存在する構造に対して実際に成功していることが証明されている。少なくとも１つの縫製座標に沿った変位偏差を考慮することで、参照縫製材料と現在の作業縫製材料を比較する際に、縫い目輪郭の望まないオフセットが無いことが保証される。サイズの違いを考慮することで、例えば、一方で参照縫製材料を、他方で作業縫製材料を記録する際、異なる複製スケールが位置制御に望まない影響を与えないことが保証され得る。データセットの始点と終点の間の角度偏差、又はサイズの違いを考慮する際も同様である。
【００１６】
請求項３に記載の縫製材料フレームへの縫製材料の挿入は、縫製材料の再現可能な位置決めを保証する。
【００１７】
本発明のさらなる課題は、この方法を実施するための縫製装置を提供することである。
【００１８】
その課題は、請求項４の特徴で解決される。
【００１９】
カメラシステムは、構造を有する位置が重要な縫製材料が正しい位置に記録されることを保証し、縫い目を縫製材料の構造に対して所定の経路に沿って縫うことができる。カメラシステムは、ステレオカメラシステムにすることができる。カメラシステムは、縫製工程中に偏差カテゴリをリアルタイムでチェックできるように設計することができる。
【００２０】
例示的な実施形態は、図によってより詳細に説明される。ここに、次のものが示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】個々の部品を省略して示される縫製装置である。
【図２】線ＩＩ−ＩＩに沿って切断された、図１に示す縫製装置の図である。
【図３】作業構造を有する作業縫製材料の部分図である。
【図４】縫い目輪郭の位置を制御するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２は、縫製装置１を概略的に示している。そのような縫製装置１は、例えば、ＣＮＣ縫製装置であり、特に出願人のＣＮＣ縫製装置ＫＬ１１０であってもよい。
【００２３】
位置関係を容易にするために、デカルトｘｙｚ座標系を図１〜３に示している。ｘ軸は、図１の描画平面に垂直であり、その中を通る。ｙ方向は図１の左方向に延び、ｚ方向は図１の上方向に延びている。
【００２４】
図１に示すように、縫製装置１はミシンの縫製ヘッド２を有する。ミシンは、とりわけ、縫い針４を有する針棒３を含み、縫製ヘッド２は、ｚ軸周りを回転可能に取り付けられている。概略的に示されたグリッパー５は、同軸上に、かつ、ｚ軸に対向して配置されている。
【００２５】
縫い針４とグリッパー５との間に構造（structure）７を有する縫製材料６がある。縫製材料６は、縫製材料フレーム８にクランプされている。縫製材料フレーム８は、縫製ヘッド２に対してｘ−ｙ平面内で移動できる。縫製ヘッド２の回転性と縫製材料フレーム８のｘ−ｙ平面内の可動性により、３自由度が生じ、ｘ−ｙ平面上で全縫製方向の縫い目輪郭を実現できる。
【００２６】
縫製材料６は、参照材料又は作業縫製材料であり得る。参照縫製材料は、構造を備える縫製材料であり、その構造は、厳密に許容される最適化された材料に適用される。縫製プログラムは、参照縫製材料に基づいて作成される。これについては、以下の図４で詳しく説明する。作業縫製材料は、縫製される縫製材料であって、参照材料の構造に対応する構造を備えており、不規則性が存在する可能性がある。そのような不規則性は、通常、ミシン目（perforation）などの構造の適用によって引き起こされる。これは、構造の適用中に、例えば、伸縮及び／又は圧縮によって材料が歪むためである。これにより、参照材料の構造と比較して、作業縫製材料の構造の位置が変化する。凹凸（不均一）も、縫製材料フレーム内の参照材料と比較して、縫製材料フレーム内の作業縫製材料の位置が変化した結果であり得る。凹凸があるため、縫製プログラムを適合する必要がある。これについても、図４に基づいて以下で詳しく説明する。
【００２７】
縫い針４から、ｙ軸に沿って移動したところに、カメラシステム９が設けられている。これは、縫製装置１の制御ユニット１２（特に、ＣＮＣ制御ユニットであり、コンピュータユニット１１内にある）と信号接続１０の関係にある。特に、カメラシステム９は、詳細には示されていない２つのカメラを有することができる。カメラシステム９は、ステレオカメラシステム、又はスマートカメラとして設計することができる。
【００２８】
コンピュータユニット１１には、少なくとも１つの縫製プログラムが格納されているメモリ要素１３、特にＲＡＭメモリが設けられている。さらに、コンピュータユニット１１又はカメラシステム９自体には、画像、特に生成された参照画像及び作業画像を評価し、参照構造データセット及び作業構造データセットを決定するための評価ソフトウェア１４が設けられている。その評価ソフトウェア１４は、縫製装置１で縫い目を縫製する際に処理される縫製プログラムとパラメータ及びデータを取り交わす。カメラシステム９と制御ユニット１２との間の通信は、例えば、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）規格を介して、データキャリア上でファイルを読み書きすることによって、又はＴＣＰ（伝送制御プロトコル）接続を介して行うことができる。
【００２９】
制御ユニット１２は、どの縫製プログラムを適合させるかを評価ソフトウェア１４に通知する。カメラシステム９は、制御ユニット１２に、操作の準備、エラー、成功などを通知できる。これに基づいて、制御ユニット１２は、カメラシステム９の評価を開始できる。評価が成功した後、カメラシステム９は、例えば、縫製材料６の伸張、拡張及び／又は圧縮による個々の点の変位を補償するために、パラメータ値を操作することによって、選択された縫製プログラムの適合パラメータを制御ユニット１２に送信する。この手順は、縫製プログラムを適合するためのパラメータ値の自動適合を提供する。適合は、カメラシステム９の評価に基づいて、縫製プロセスごとに行われる。各縫製プロセスの前に、カメラシステム９は、縫製されていない材料６の画像領域１５を記録し、それから評価される画像が生成される。構造７に対する所望の縫い目輪郭に応じて、画像領域１５は、縫製材料６全体、又は縫製材料６の少なくとも一部を含むことができる。したがって、縫製材料６全体の画像又は縫製材料６の一部の領域の画像を生成できる。
【００３０】
図３は、縫製材料フレーム８上に引き伸ばされ、間隔を置いた正方形１８の形状のミシン目穴１７がそれらの上面にある、未縫製の作業縫製材料１６の部分図を示す。上面にある正方形１８の間に、縫い目輪郭が配置される中間スペース１９がある。縫い目輪郭は、上面にある正方形１８の間で可能な限り中央に配置される。図３に示すように、上面にあるｙ軸に沿った正方形１８は、ｘ軸に沿って変位する。同時に、上面にあるｘ軸に沿った正方形１８はまた、ｙ軸に沿っても変位する。
【００３１】
縫製の前に、カメラシステム９は、作業縫製材料１６の画像を作成する。この画像は作業画像になる。これから、作業構造データセットが生成され、図示されていない作成済みの参照画像から生成された参照構造データセットと比較される。この場合、縫製材料全体、すなわち、参照縫製材料全体と作業縫製材料全体の両方が、参照画像及びそれに応じた作業画像を生成するために記録される。
【００３２】
以下、図４に基づいて、縫製材料６の構造７に対する縫い目輪郭の位置を制御する方法を説明する。
【００３３】
最初に、ステップＳ１において、縫製材料構造の参照位置が、そのような構造を有する参照縫製材料に基づいて記録される。この目的のために、カメラシステム９は、最初に、参照縫製材料の参照画像を生成する。この場合、参照縫製材料全体が記録される。次に、参照画像がカメラシステム９に読み込まれ、ミシン目などの縫製材料構造１７の認識（識別）が開始される。
【００３４】
構造参照位置を記録するために、カメラシステム９に測定ラインが生成される。それら測定ラインは、個々のミシン目穴に印を付けることにより、参照画像に生成される。測定ラインを使用して、構造を記録できる。これは特に、ｘ方向の開始点と終了点、ｙ方向の開始点と終了点、及び／又は、測定ラインの角度を記録することによって行われる。全体として、合計９９本の測定ライン（一例）を生成でき、各測定ラインは、異なる個別の測定値（つまり、パラメータ）で指定できる。
【００３５】
次いで、ステップＳ２において、記録された構造参照位置に基づいて参照構造データセットが生成される。
【００３６】
この目的のために、個々の測定ラインは、ピクセル又はスケーリングされた座標リストの形式で、縫製プログラムを参照して保存される。これにより、評価する画像内の測定ラインを見つけ、その参照に対する個々のミシン目穴の位置変化を評価できる。各測定ラインの各パラメータに対して、制御ユニット１２との通信に使用される識別子が定義される。
【００３７】
その後、縫製プログラムを準備するためのステップは、ステップＳ３において開始される。
【００３８】
ステップＳ４において、制御ユニット１２は、どの縫製プログラムを修正するかをカメラシステム９に通知する。カメラシステム９は、次の状態、具体的には、操作準備、評価、成功、及びエラーを制御ユニット１２に報告する。次に、制御ユニット１２は、次の状態、具体的には、カメラ評価の開始をカメラシステム９に伝える。
【００３９】
次のステップＳ５において、参照材料の縫製材料構造に対応する、作業縫製材料１６の材料構造１８の作業位置が記録される。この目的のために、カメラシステム９は、未縫製の作業縫製材料１６の画像を生成する。この画像が作業画像になる。
【００４０】
作業位置を記録するために、測定ラインがカメラシステム９内に生成される。この目的のために、最初に作業画像がカメラシステム９に読み込まれ、作業縫製材料１６のミシン目穴１７の認識が開始される。続いて、個々のミシン目穴１７に印を付けることにより、測定ラインを作業画像に自動的に生成することができる。そうすることで、記録された参照画像の測定ラインデータを使用することができる。測定ラインの生成は、ステップＳ１と同様の方法で行うことができる。
【００４１】
続いて、ステップＳ６において、記録された構造作業位置に基づいて作業構造データセットが生成される。これは、ステップＳ２と同様の方法で、対応する縫製プログラムのために記憶された参照構造データセットに基づいて行われる。
【００４２】
続いて、ステップＳ７において、参照構造データセットと作業構造データセットの比較により、作業位置が参照位置と比較される。その比較の結果、対応する偏差パラメータが得られ、それに基づいて縫製プログラムを適合することができる。
【００４３】
比較時に記録された、参照構造データセットと作業構造データセットの間の偏差に基づく縫製プログラムのパラメータデータの適合は、ステップＳ８において実行される。
【００４４】
参照構造データセットと作業構造データセットの間の偏差は、次のグループの少なくとも１つの偏差カテゴリから考慮する。
−  縫製座標に沿った参照材料に対する作業縫製材料の変位、
−  第１の縫製座標に垂直な、第２の縫製座標に沿った参照縫製材料に対する作業縫製材料の変位、
−  それら縫製座標の少なくとも１つに沿った参照構造データセットに対する作業構造データセットのサイズ差、
−  それぞれのデータセットの始点と終点を接続する線に沿う縫製座標に沿った、参照構造データセットに対する作業構造データセットの拡大の角度偏差、及び、
−  それぞれのデータセットの始点と終点を接続する線に沿う縫製座標に沿った、参照構造データセットに対する作業構造データセットの拡大のサイズ差。
【００４５】
縫製プログラムの適合は、カメラシステム９を介して行われる。そうすることで、カメラシステム９は、縫製プログラムのパラメータ値を操作することによって、選択された縫製プログラムを変更する。これは、上記偏差カテゴリの少なくとも１つ、又は上記偏差カテゴリの少なくとも２つの組み合わせに基づいて行われる。例えば、縫製プログラムは、カメラシステム９と制御ユニット１２とが共同で使用するコンピュータユニット１１に格納されている。あるいは、カメラシステム９は、パラメータ値を制御ユニット１２に直接送信することもでき、そして、現在選択されている縫製プログラムに影響を与える。この手順により、カメラ評価に基づいて各縫製プロセスを修正できる。
【００４６】
この目的のために、使用されるパラメータは、割り当てを使用して縫製プログラムに入力する必要がある。許容差の異なる材料サンプルを使用した最初の測定結果の評価に応じて、定義されたパラメータを縫製プログラムで計算できる。制御ユニット１２によって利用可能となった標準コマンドが、この目的のために使用される。コマンドにより、縫製プログラム全体、及び／又は個々の縫い目輪郭、及び／又は縫い目の個々の開始点と終了点を取り替えできる。さらに、そのコマンドによって縫製材料の伸張又は圧縮ができる。さらに、コマンドを使用して角度誤差を補償できる。対応する修正コマンドは、参照縫製プログラムに変更を加える方法で、縫製プログラムに入力される。
【００４７】
続いて、ステップＳ９において、作業縫製材料１６は、適合された縫製プログラムで縫製される。そして、その縫製は、作業縫製材料１６の構造１８に対し、正確に事前決定された経路に沿って行われる。
【符号の説明】
【００４８】
１  縫製装置
２  縫製ヘッド
３  針棒
４  縫い針
５  グリッパー
６  縫製材料
７  構造
８  縫製材料フレーム
９  カメラシステム
１０  信号接続
１１  コンピュータユニット
１２  制御ユニット
１３  メモリ要素
１４  評価ソフトウェア
１５  画像領域
１６  作業縫製材料
１７  縫製材料構造（ミシン目穴）
１８  材料構造（正方形）
１９  中間スペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2021524297.tif 000008
2021524297.tif 000009
2021524297.tif 000010
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