СПОСОБ РАЗГЛАЖИВАНИЯ КРОМОК РАСКРАИВАЕМОГО ПОЛОТНА ГИБКОГО МАТЕРИАЛА
METHOD OF SMOOTHING FLAKES OF FLEXIBLE MATERIAL SHAPED FABRIC

Область техники
Настоящее изобретение относится, в общем, к вырезанию заготовок из полотен (отрезов) гибкого материала, в частности из полотен плотного материала, имеющих кромки, на которых возможно образование волн, а затем складок.
Настоящее изобретение можно применять для раскроя шкур или натуральной кожи, в частности в мебельной промышленности, в обивочном производстве, особенно в производстве обивки для автомобилей, в производстве кожаных изделий, предметов багажа, обуви и одежды.
Известный способ вырезания заготовок из полотна гибкого материала, например кожи, осуществляют следующим образом. Сначала раскраиваемую кожу подготавливают, то есть оператор осматривает кожу для обнаружения возможных дефектов и отмечает обнаруженные дефекты непосредственно на коже. Затем кожу с нанесенной маркировкой сканируют. Используя полученное цифровое представление кожи и соответствующие программные средства, оператор оптимальным образом выбирает местоположение различных заготовок на коже перед их вырезанием. Данные о такой раскладке преобразуют в программу раскроя для вырезания заготовок. Затем кожу помещают на раскройный стол для ее раскроя посредством режущего инструмента, установленного с возможностью движения через кожу в соответствии с предварительно составленной программой раскроя для вырезания заготовок.
Расположенную на раскройном столе кожу, как правило, прижимают к столу посредством установленной под ним всасывающей системы. Однако несмотря на всасывание, на коже, в частности на ее кромках, возможно образование волн. Наличие таких волн объясняется, главным образом, тем, что довольно сложно разложить кожу, которая изначально представляет собой объемное (трехмерное) изделие, ровно на плоскости стола.
Во время прохождения режущего инструмента указанные волны перемещаются и могут собираться, образуя на коже складки. Если же указанные волны не превращаются в складки, то существует вероятность получения вырезанной заготовки, не имеющей надлежащую форму вследствие деформации. При этом, если волны собираются, образуя складки на кромках, существует риск того, что такие складки могут привести к замедлению или даже к прерыванию операции раскроя кожи. В частности, столкновение режущего инструмента со складкой на кромке кожи приводит к ошибке, требующей подъема режущего инструмента и его перемещения в сторону, для того, чтобы обеспечить возможность точного размещения кожи вручную на столе и, тем самым, обеспечить разглаживание складки, после чего программу раскроя запускают повторно.
Такие манипуляции для исправления ошибки, возникшей из-за наличия складки на кромке кожи, значительно замедляют операции по раскрою кожи. Если такие ошибки неоднократно повторяются на одном полотне кожи, то эффективность процесса раскроя заметно снижается. Кроме того, даже если волны не превращаются в складки на кромках полотна, они влияют на качество разрезов, выполняемых в коже.
Таким образом, существует необходимость в способе, позволяющем обеспечить разглаживание (или выравнивание) кожи перед ее раскроем.
В документе FR 2518575 раскрыт способ разглаживания кожи, причем указанный способ предусматривает управление обрабатывающим валиком, который разглаживает и прижимает кожу, причем указанный обрабатывающий валик осуществляет множество проходов так, чтобы обработать всю поверхность кожи по меньшей мере один раз. Такой способ имеет множество недостатков. В частности, он требует использования особого инструмента для разглаживания кожи (а именно, обрабатывающего валика). Кроме того, данный способ является относительно продолжительным, поскольку разглаживанию подвергается вся поверхность кожи. Наконец, данный способ не обеспечивает алгоритм разглаживания, адаптированный к конкретному контуру каждого раскраиваемого полотна кожи.
Раскрытие изобретения
Таким образом, основная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы устранить указанные выше недостатки за счет предложения способа разглаживания, не требующего применения особого инструмента и приспособленного к конкретной геометрии раскраиваемого полотна гибкого материала.
В настоящем изобретении указанная задача решена посредством способа разглаживания кромок полотна гибкого материала, из которого вырезают заготовки, причем указанный способ включает в себя этапы, на которых получают цифровое представление по меньшей мере участка контура указанного полотна гибкого материала, определяют конкретное направление разглаживания и конкретное расстояние разглаживания для каждой из точек отсканированного участка контура полотна и разглаживают кромки полотна в каждой выбранной точке отсканированного участка контура полотна посредством прижимной лапки режущего инструмента в конкретном направлении разглаживания и на конкретное расстояние разглаживания, которые были определены для указанной точки, и в направлении разглаживания от внутренней части полотна к его кромкам.
В предлагаемом способе для разглаживания кромок полотна используют прижимную лапку режущего инструмента. Такую прижимную лапку, как правило, применяют совместно с всасывающей системой раскройного стола для уменьшения образования складок в полотне при прохождении режущего инструмента. Таким образом, предлагаемый способ не требует наличия какого-либо особого инструмента для разглаживания кромок полотна.
Кроме того, предлагаемый способ предусматривает определение конкретного направления разглаживания и конкретного расстояния разглаживания для каждой точки отсканированного участка контура полотна. Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает адаптацию способа разглаживания к конкретной геометрии полотна. Эффективность обработки по разглаживанию кромок полотна значительно повышается, при этом скорость ее выполнения возрастает.
Кроме того, предлагаемый способ хорошо подходит для применения совместно с различными этапами способа вырезания заготовок из полотна. В частности, предлагаемый способ предпочтительно осуществляют перед этапом вырезания заготовок.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения точки отсканированного участка контура выбирают из совокупности точек, полученных методом итераций от начальной точки, расположенной на контуре полотна или рядом с указанным контуром, причем каждую из точек определяют в процессе соответствующей итерации на пересечении контура полотна с окружностью, центр которой находится в точке, полученной в ходе предыдущей итерации.
Радиус указанной окружности предпочтительно меньше, чем размер прижимной лапки режущего инструмента, что обеспечивает перекрывание зон разглаживаемых кромок полотна. Например, радиус указанной окружности может составлять примерно 0,9 от ширины прижимной лапки режущего инструмента.
Точки отсканированного участка контура полотна могут, кроме того, включать в себя по меньшей мере одну дополнительную точку, расположенную на контуре полотна и вне окружностей, рассматриваемых при итерациях. Добавление дополнительных точек может быть необходимым, если в предварительно заданном процессе итераций не учитываются некоторые зоны кромок полотна (это могут быть, например, выступающие участки полотна, например, концы ног, если речь идет об использовании шкуры животного).
Отсканированный участок контура полотна может совпадать с зоной раскроя. В частности, только часть контура полотна, находящаяся в зоне раскроя раскройного стола, требует выполнения сканирования для определения конкретных направлений разглаживания и конкретных расстояний разглаживания, а остальную часть контура сканируют после перемещения полотна на раскройном столе.
Для каждой точки отсканированного участка контура полотна определяют конкретное направление разглаживания по прямой, соединяющей указанную точку контура с центром полотна.
Кроме того, конкретное расстояние разглаживания для каждой точки отсканированного участка контура полотна может соответствовать расстоянию между указанной точкой контура и точкой, лежащей на указанной прямой и расположенной на внутренней части полотна. В качестве альтернативного варианта, указанное конкретное расстояние разглаживания может соответствовать расстоянию между точкой, лежащей на указанной прямой и расположенной вне полотна, и точкой, лежащей на указанной прямой и расположенной на внутренней части полотна. В последнем случае расстояние, на которое перемещается прижимная лапка, увеличивается, что позволяет усилить эффект разглаживания кромки полотна в указанном месте.
Задача настоящего изобретения также состоит в том, чтобы предложить способ вырезания заготовок из по меньшей мере одного полотна гибкого материала, причем указанный способ включает в себя этапы, на которых помещают указанное полотно на раскройный стол, сканируют указанное полотно, составляют программу раскроя для вырезания заготовок из указанного полотна и вырезают заготовки из полотна в соответствии с предварительно составленной программой раскроя, причем перед вырезанием заготовок осуществляют разглаживание кромок полотна материала описанным выше способом.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения раскрыты в приведенном ниже описании со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрирован неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая различные этапы способа вырезания заготовок из полотна, причем указанный способ предусматривает осуществление предлагаемого в настоящем изобретении способа разглаживания.
На фиг. 2 схематично показан раскройный стол, используемый для осуществления предлагаемого способа.
На фиг. 3 схематично показан режущий инструмент, оснащенный прижимной лапкой.
На фиг. 4-9 проиллюстрировано применение различных этапов предлагаемого способа для разглаживания кромок кожи.
Осуществление изобретения
Приведенное ниже описание относится к способу вырезания заготовок из полотен кожи для изготовления кожаных изделий. Однако, настоящее изобретение можно использовать для вырезания заготовок не только из полотен кожи, но и из полотен других гибких материалов.
На фиг. 1 проиллюстрированы этапы способа вырезания заготовок из кожи, который предусматривает осуществление предлагаемого в настоящем изобретении способа разглаживания кромок кожи.
Основные этапы способа раскроя кожи хорошо известны из уровня техники и, соответственно, не будут подробно описаны ниже.
На первом этапе такого способа (этап S10) выбирают техническое задание и заданный тип кожи. Техническое задание включает в себя, в частности, изображение набора заготовок, составляющих изготавливаемое изделие (например, кожаного дивана), и возможные соединения между указанными заготовками. Заданный тип кожи соответствует типу животного (например, воловья кожа).
Так, например, в случае изготовления дивана из воловьей кожи, техническое задание включает в себя, в частности, изображение каждой из заготовок, составляющих изготавливаемый диван, соединения, существующие между указанными заготовками, и заданный тип кожи, необходимый для изготовления дивана.
На следующем этапе (этап S20) способа раскроя оператор размещает кожу заданного типа в зоне сканирования на столе раскройной машины, представленной на фиг. 2 и описанной ниже. Кожу удерживают на столе в плоском состоянии.
Далее, на этапе (этап S30) способа раскроя оператор может осуществить маркировку кожи, размещенной на столе. Как известно, маркировка предусматривает, в частности, визуальное обнаружение и нанесение отметок в местах возможных дефектов, имеющихся на поверхности кожи.
На следующем этапе (этап S40) происходит сканирование кожи и сохранение отсканированного изображения кожи (в частности, ее контура), а также информации о местах расположения и серьезности дефектов, которые были обнаружены и отмечены на коже.
Затем следует этап (этап S50), на котором осуществляют раскладку заготовок, вырезаемых из кожи. Как правило, при раскладке вырезаемых заготовок учитывают геометрическую форму указанных заготовок, соединения между ними и дефекты кожи. Кроме того, такую раскладку оптимизируют для уменьшения непроизводительного расхода материала.
После раскладки заготовок составляют программу раскроя (этап S60), причем указанная программа является результатом преобразования данных о раскладке в порядок движения режущего инструмента раскройного стола.
После того как программа раскроя готова, кожу транспортируют или помещают в зону раскроя на столе (этап S70), а кромки кожи, находящиеся в указанной зоне раскроя, подвергают разглаживанию, используя предлагаемый в настоящем изобретении способ (этап S80). Указанное действие по разглаживанию кромок кожи осуществляют посредством прижимной лапки режущего инструмента, причем указанное действие предусматривает последовательность перемещений указанной прижимной лапки от внутренней части полотна кожи к его кромкам в конкретных направлениях и на конкретные расстояния, заданные оператором заранее. Разглаживание обеспечивает выравнивание кромок кожи, что позволяет, насколько это возможно, устранить складки материала, которые могут образоваться при размещении кожи на столе. Этапы такого способа разглаживания будут описаны ниже со ссылками на фиг. 4-9.
После разглаживания кромок кожи начинают процесс вырезания заготовок, находящихся в указанной зоне раскроя, в соответствии с предварительно составленной программой раскроя (этап S90). После того как заготовки вырезаны, кожу перемещают по раскройному столу и повторяют процесс разглаживания и раскроя на следующем участке кожи, расположенном в зоне раскроя. Далее осуществляют выгрузку вырезанных заготовок на заднем конце стола (этап S100).
На фиг. 2 схематично представлен вариант раскройной машины 100, которая может быть использована для осуществления предлагаемого способа раскроя. Такая машина хорошо известна и не будет подробно описана в настоящем документе. Например, такая машина раскрыта в международной патентной заявке WO 95/29046, поданной от лица заявителя настоящей заявки.
Вкратце, раскройная машина 100 содержит стол 102, верхняя поверхность которого ограничивает от переднего конца до заднего конца по направлению перемещения материала зону 104 загрузки, зону 106 размещения, зону 108 раскроя и зону 110 выгрузки.
Раскраиваемую кожу Н подают из одной зоны стола в следующую зону посредством конвейера (не показан), расположенного в корпусе 112 стола. Кроме того, по меньшей мере в зоне раскроя указанный корпус стола содержит всасывающее устройство (не показано), обеспечивающее плотное прижатие кожи к верхней поверхности стола.
Платформа 114, поддерживающая сканирующее средство, например, цифровую камеру 116, установлена на корпусе стола, над указанной зоной 106 размещения. Указанное сканирующее средство позволяет получить цифровое изображение контура кожи, расположенной в указанной зоне 106 размещения.
Перекладина 118, служащая опорой для режущего инструмента 120, также установлена с возможностью перемещения на корпусе стола. В частности, указанная перекладина установлена с возможностью перемещения вдоль зоны 108 раскроя (в продольном направлении стола), а указанный режущий инструмент 120 установлен с возможностью перемещения вдоль указанной перекладины (в поперечном направлении стола). Таким образом, режущий инструмент может достигать любой точки зоны раскроя.
Кроме того, режущий инструмент перемещают в соответствии с предварительно составленной программой раскроя. Пульт 122 управления позволяет оператору управлять раскройной машиной целиком.
Режущий инструмент 120 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения точнее всего показан в разрезе на фиг. 3. В частности, указанный инструмент содержит вибрационный нож 120а, который проникает в кожу Н, разрезая ее, а также прижимную лапку 120b, установленную вокруг ножа.
Указанная прижимная лапка 120b позволяет уменьшить образование складок на коже Н при прохождении ножа, за счет того, что она оказывает разглаживающее действие на кожу. Например, прижимная лапка может иметь по существу прямоугольный отпечаток со скругленными кромками.
Кроме того, для применения в соответствии с настоящим изобретением, нож 120а режущего инструмента 120 может быть установлен с возможностью подъема независимо от прижимной лапки 120b.
Ниже со ссылками на фиг. 4-9 будут описаны различные этапы предлагаемого в настоящем изобретении способа разглаживания кромок кожи.
Как уже было отмечено выше, указанный способ разглаживания предпочтительно осуществляют перед каждым этапом раскроя кожи (этап S90, фиг. 1) и, например, посредством соответствующей программы, выполняемой на пульте 122 управления раскройной машины (фиг. 2).
Предлагаемый в настоящем изобретении способ разглаживания предусматривает управление перемещением прижимной лапки режущего инструмента по коже (при поднятом ноже режущего инструмента) в соответствии с предварительно составленной программой перемещения. В частности, указанная программа перемещения прижимной лапки содержит файл с координатами конкретных точек, причем каждая из указанных точек связана с вектором перемещения. Создание такого файла будет подробно описано ниже.
с
На первом этапе способа получают цифровое представление по меньшей мере участка контура Н кожи Н, расположенной на столе 102 раскройной машины (фиг. 4). Под участком контура следует понимать по меньшей мере участок контура кожи, который находится в зоне 108 раскроя.
Контур кожи получают, например, путем сканирования кожи целиком, когда она находится в передней зоне 106 размещения на столе.
с
После получения цифрового представления контура Н (по меньшей мере участка указанного контура) кожи выполняют следующий этап, на котором задают совокупность точек, находящихся на контуре кожи, к которой можно применить действие по разглаживанию посредством указанной прижимной лапки. Указанные точки, в частности, задают так, чтобы, учитывая отпечаток прижимной лапки, можно было разгладить наибольшую часть кромок кожи.
В частности, точки отсканированного участка контура кожи выбирают из совокупности точек, заданных следующим образом.
0
0
1
с
1
0
Как видно на фиг. 5, произвольно выбирают начальную точку Р, лежащую на отсканированном участке контура кожи или рядом с указанным участком. На основе указанной начальной точки Р определяют первую точку Р, которая является первой точкой пересечения контура Н кожи и окружности C, центр которой находится в указанной начальной точке Р и которая имеет радиус R.
Чтобы обеспечить разглаживание всех кромок кожи посредством прижимной лапки, радиус R, выбранный для построения точек Р, должен быть меньше, чем размер прижимной лапки, в частности меньше ее наименьшего размера, то есть ширины ее отпечатка (если отпечаток имеет форму прямоугольника). Например, радиус R может составлять до 0,9 от ширины отпечатка прижимной лапки.
1
2
с
2
1
На основе первой точки P, заданной описанным выше образом, точно так же определяют вторую точку Р, то есть точку, которая является первой точкой пересечения контура Н кожи с окружностью С, центр которой находится в точке P и которая имеет радиус R. Другие точки получают аналогичным образом путем осуществления итерации для остальной части отсканированного контура кожи.
с
1
2
3
1
2
3
На фиг. 6 представлено цифровое изображение отсканированного участка контура Н кожи с множеством точек Р, Р, Р, …, которые заданы с использованием описанной выше операции итерации и по которым отцентрированы цифровые представления E, E, E и т.д. отпечатка прижимной лапки режущего инструмента.
На указанном чертеже радиус R, использованный при итерациях, выбирают равным 0,9 от ширины отпечатка прижимной лапки. Таким образом, следует заметить, что теоретически все кромки кожи будут покрыты отпечатком прижимной лапки.
Однако возможна ситуация, когда отпечаток прижимной лапки не покрывает некоторые зоны кромки кожи, как показано на фиг. 7. На шкуре животного такие зоны, как правило, соответствуют концам ног. При этом, чтобы обеспечить разглаживание указанных зон, необходимо добавлять к предварительно заданным точкам отсканированного участка контура кожи одну или несколько дополнительных точек (называемых несвободными точками).
с
с
с
1
2
с
Указанные несвободные точки Р определяют следующим образом. Точки Р выбирают так, чтобы они находились на контуре Н кожи и вне окружностей C, С, …, рассматриваемых при итерациях, то есть, чтобы указанные окружности не охватывали точки Р.
На практике несвободные точки можно идентифицировать автоматически за счет анализа отсканированного контура кожи и определения нетипичных зон контура посредством программы обработки изображений, выполняемой на пульте управления. В качестве альтернативного варианта указанные несвободные точки может идентифицировать вручную оператор, который наносит особую метку на кожу в нетипичных зонах контура, причем указанная метка при сканировании кожи интерпретируется как несвободная точка контура кожи.
с
с
1
i+1
i
i+1
Точка Р, показанная на фиг. 7, соответствует следующему определению: она находится на контуре Н кожи, но при этом вне окружностей C и C с центрами в точках P и P, примыкающих к ней.
0
1
2
с
Все координаты точек отсканированного участка контура кожи, которые были определены на описанных выше этапах (начальной точки Р, точек P, Р, …, полученных путем итераций, и несвободных точек Р) сохраняют в цифровой форме.
0
1
2
с
Следует отметить, что для выполнения операции разглаживания необходимо сохранять не все точки Р, Р, Р, …, Р, что позволяет сократить продолжительность процесса. Это применимо, в частности к точкам, не лежащим в непосредственной близости от месторасположения заготовки, вырезаемой из кожи.
На практике такие исключенные точки определяют посредством программы обработки изображений, выполняемой на пульте управления, причем указанная программа вычисляет расстояние между каждой точкой контура и точками вырезаемой заготовки, ближайшей к рассматриваемой точке. Далее значения указанных расстояний сравнивают с пороговым значением: если расстояние между точкой контура и точкой ближайшей вырезаемой заготовки превышает пороговое значение, то рассматриваемую точку контура исключают. В противном случае такую точку сохраняют.
После того как координаты точек отсканированного участка контура кожи будут сохранены, предлагаемый в настоящем изобретении способ переходит на этап, на котором определяют для каждой из указанных точек вектор перемещения, то есть направление и расстояние разглаживания. Следует отметить, что направление и расстояние разглаживания являются конкретными (то есть специфическими) для каждой точки.
1
2
с
1
2
c
Как видно на фиг. 8, для каждой из точек P, Р, …, Р отсканированного участка контура кожи направление разглаживания определяют по прямой D, D, …, D, соединяющей конкретную точку отсканированного участка контура с центром О кожи.
Центр О кожи можно определять различными способами. Он может представлять собой центр наименьшего прямоугольника, охватывающего кожу целиком. Такое определение центра кожи осуществляют посредством программы обработки изображений, выполняемой на пульте управления. В качестве альтернативного варианта центр О кожи может быть отмечен непосредственно на коже оператором, причем сканирование кожи позволяет получить его координаты.
После того как направление разглаживания для каждой точки отсканированного участка контура кожи будет определено описанным выше образом, определяют расстояние разглаживания для каждой точки.
i
i
ii
i
ii
Как видно на фиг. 9, для каждой точки P отсканированного участка контура кожи расстояние разглаживания V может соответствовать расстоянию между указанной точкой контура и точкой P, лежащей на прямой D, заданной предварительно для получения направления разглаживания, причем указанная точка P расположена на внутренней части полотна кожи.
ii
ii
Таким образом, точка P, расположенная на внутренней части полотна кожи, находится между центром кожи и соответствующей точкой контура. Расстояние между точкой P, лежащей на внутренней части полотна кожи, и соответствующей точкой контура определяют путем введения параметров, предварительно заданных оператором. Например, расстояние может составлять примерно 20 см.
j
j
jj
j
j
Альтернативно, что также можно видеть на фиг. 9, для каждой точки P отсканированного участка контура кожи расстояние разглаживания V может соответствовать расстоянию между точкой P, лежащей на предварительно заданной прямой D и расположенной вне кожи, и точкой , лежащей на предварительно заданной прямой D и расположенной на внутренней части полотна кожи.
j
jj
jj
Таким образом, точка P, соответствующая отсканированному участку, находится между точками P и . Расстояние между точками P и  также определяют путем введения параметров, предварительно заданных оператором. Например, расстояние может составлять примерно 25 см.
j
По сравнению с описанным выше вариантом осуществления настоящего изобретения, данный способ определения расстояния V разглаживания эквивалентен увеличению расстояния разглаживания, что позволяет усилить эффект разглаживания соответствующей кромки кожи.
После определения векторов перемещения (то есть направлений и расстояний разглаживания) для всех точек отсканированного участка контура кожи указанные данные сохраняют вместе с координатами точек для создания файла, который может быть прочитан соответствующей программой, выполняемой на пульте управления раскройной машины. В частности, функцией такой программы является обработка указанных данных для их преобразования в команды, управляющие перемещением прижимной лапки режущего инструмента.
Способ разглаживания также предусматривает сопоставление указанных векторов перемещения с направлением разглаживания, то есть направлением, в котором будет перемещаться прижимная лапка режущего инструмента. Указанное направление разглаживания определяют так, чтобы перемещение прижимной лапки происходило от внутренней части полотна кожи к его кромкам (то есть от центра полотна кожи к точкам его контура). Указанное направление разглаживания предпочтительно является одинаковым для всех сохраненных точек отсканированного участка контура кожи и сохраняется в цифровом файле вместе с другими данными, относящимися к процессу разглаживания.
Наконец, следует отметить, что между двумя действиями по разглаживанию кромок кожи прижимную лапку режущего инструмента можно поднять для перевода ее в следующее положение или можно оставить опущенной.