用于纺织品加工自动化的设备和方法与流程

本发明涉及用于自动加工纺织品、尤其是家具纺织品的设备和方法。

背景技术：

1、尽管许多工业部门的总体趋势是提高自动化，但是纺织品加工中的许多工作仍然是手工进行的。这包括，例如，对纺织品的片材的裁剪和随后的对裁剪件的缝纫以获得成品(例如，服装)。裁剪通常在许多片材的堆叠上进行，以便提高生产率。然而，这可能导致材料的浪费。通常，在纺织材料的制造期间会将缺陷引入纺织材料，并且这些缺陷的位置通常是不同的。因此，当若干片材同时被裁剪时，包含缺陷的件通常在每个堆叠中是不同的，并且必须被单独识别和丢弃。

2、已知在裁剪片材之前，通过检查片材并记录每个缺陷的位置，为每个片材生成“缺陷地图”。这可以使得在裁剪过程之后更容易识别和丢弃包含缺陷的纺织品件。通常，该地图是由人看着片材并记下缺陷的位置和类型而手动生成的。然而，还开发了使用相机和图像处理软件的自动方法。此外，已经考虑单独裁剪片材而不是同时裁剪多个片材。

3、然而，目前使用的用于加工纺织品的方法仍然缺乏效率或者导致材料浪费。

4、鉴于此，本发明的目的是提供一种用于纺织品加工自动化的改进方法。

技术实现思路

1、该目的通过根据权利要求1的方法来实现。优选实施方式在从属权利要求中进行说明。

2、用于加工家具纺织品的方法包括：接收指示纺织品片材中的缺陷的数字地图；基于数字地图生成用于纺织品片材的个性化裁剪图案；在第一加工位置处使用第一多功能机器人根据裁剪图案从纺织品片材裁剪纺织品件；使用第一多功能机器人和/或第二多功能机器人拾取纺织品件并将纺织品件移动至第二加工位置。

3、本文中，术语“家具纺织品”是指在家具或家具部件的制造中使用的纺织品。家具纺织品可以是用于沙发的宽松纺织品覆盖物。此外，家具纺织品可以是用于沙发的固定纺织品覆盖物，这意味着覆盖物附接至沙发，并且意在从沙发移除，以用于例如清洗。家具纺织品的其他示例是床上纺织品、窗帘和用于椅垫的纺织品。特别地，家具纺织品指的是在家具覆盖物比如用于沙发、座椅或其他软垫家具的宽松或固定覆盖物的制造中使用的纺织品。

4、在本发明的上下文中，术语“数字地图”指的是数字格式、即计算机可读的格式的地图。特别地，指示缺陷的数字地图可以包括在计算机可读文件中。该文件可以是二进制文件。该文件也可能是文本文件。该文件可以具有任何其他合适的计算机可读格式。

5、数字地图可以借助于网络连接接收。网络连接可以是有线或无线网络连接。例如，数字地图可以从互联网连接接收。另外地或替代性地，数字地图可以经由数据载体例如usb棒、cd或软盘接收。

6、数字地图可以指示相应片材上的一个或更多个缺陷的位置。除了它们的位置之外，数字地图还可以指示一个或更多个缺陷的类型和/或尺寸。该地图可以以阵列的形式提供。数字地图也可以采取任何其他合适的数据结构的形式。

7、在本发明的上下文中，术语“裁剪图案”是指指示如何裁剪纺织品片材的图案。裁剪图案可以指示应该从纺织品片材裁剪多少件纺织品。在下文中，从纺织品片材裁剪的纺织品件也称为“裁片”。另外地或替代性地，裁剪图案可以示出在哪个位置可以从纺织品片材裁剪相应的裁片。此外，裁剪图案可以指示用于一个或更多个裁片的一个或更多个裁剪路径。例如，裁剪图案可以指示裁剪应该从哪里开始，以及裁剪应该如何进行。

8、“个性化裁剪图案”应理解为专门为单个纺织品片材生成的裁剪图案。个性化裁剪图案可以特别不同于应用于无缺陷的纺织品片材的默认裁剪图案。个性化裁剪图案可以存储并应用于一个或更多个随后的纺织品片材。在这种情况下，一个或更多个随后的纺织品片材可以具有与最初为其生成个性化裁剪图案的纺织品片材相同或相似的指示缺陷的数字地图。可以基于预定的相似性度量来测量相似性。

9、由一个纺织品片材提供的纺织品件不一定用于一种特定类型的家具。很可能一些纺织品件是用于椅子用的椅座，并且另一些是用于沙发用的覆盖物。这使得可以进一步优化纺织品片材的个性化裁剪图案，因为纺织品件的更多可允许形状被允许，这进一步增加了纺织品片材的利用率。

10、术语“多功能机器人”在此处和下文中用于指示构造成执行多于一个任务的机器人。多功能机器人可以构造成同时执行这些任务。多功能机器人也可以构造成顺序地执行这些任务，即一个接一个地执行。特别地，多功能机器人可以构造成执行对裁片的裁剪，并且多功能机器人还可以构造成拾取并移动裁片。多功能机器人可以构造成执行其他任务。这样的其他任务可以例如包括缝合和/或缝纫。在下文中，除非另有说明，否则术语“机器人”总是指多功能机器人。

11、在第一加工位置处，执行对纺织品片材的裁剪。还可以在第一加工位置处执行用于纺织品加工的其他步骤中的一个或更多个步骤。其他步骤可以例如包括对纺织品件的检查和/或缝纫和/或缝合。在第二加工位置处，可以执行纺织品加工的附加步骤。这些附加步骤可以包括其他裁剪和/或缝纫和/或缝合步骤。

12、通过使用指示纺织品片材中的缺陷的数字地图来生成用于该特定纺织品片材的个性化裁剪图案，可以避免材料的浪费。理想地，地图可以生成为使得纺织品片材在缺陷“周围”被裁剪，使得应该用于其他加工的裁片不包含缺陷。因此，可以最佳地使用每个片材的材料。

13、即使不可能总是使个性化裁剪图案生成为使得纺织品的裁剪件中没有一个包含缺陷，但是材料的浪费仍然可以最小化。例如，个性化裁剪图案可以生成为使得浪费的材料的量最小化。例如，图案可以生成为使得缺陷位于较小的裁片内部。另外地或替代性地，图案可以生成为使得缺陷被定位成使得它们在成品中不可见或不太可见。例如，图案可以生成为使得缺陷位于用于家具覆盖物的背面的裁片内部。

14、特别地，个性化裁剪图案的生成可以考虑缺陷的位置和/或类型和/或尺寸。换句话说，该方法可以优先考虑最明显的缺陷(例如，最大的缺陷)不位于裁片内部，或者位于在成品中不可见或不太可见的裁片中。

15、个性化裁剪图案的生成可以包括为一个或更多个裁片生成裁片在完成的家具纺织品成品中的可见程度的指示符。这种指示符可以指示裁片将完全可见或不可见。特别地，指示符可以指示可见性的类别。换句话说，裁片可以根据它们在完成的家具纺织品成品中的可见性来分类。特别地，将位于完成的家具纺织品成品上高度可见位置的裁片可以具有相关联的高可见性指示符，该指示符指示这些裁片属于“高度可见”类别。例如，用于扶手顶侧的裁片可能属于该类别。此外，将位于完成的家具纺织品成品上不太可见位置的裁片可以具有相关联的中等可见性指示符，该指示符指示这些裁片属于“不太可见”类别。例如，用于扶手内侧的裁片可能属于该类别。此外，将位于完成的家具纺织品成品上不可见位置的裁片可以具有相关联的低可见性指示符，该指示符指示这些裁片属于“不可见”类别。例如，用于扶手下侧的裁片可能属于该类别。

16、特别地，一次仅可以裁剪一个纺织品片材。通过这种方式，可以确保每个片材基于其相应的个性化裁剪图以最佳的方式被裁剪。

17、通过采用第一多功能机器人和第二多功能机器人，可以显著提高加工效率。例如，第一机器人可以在第一加工位置处从片材裁剪第一裁片。然后，第二机器人可以拾取该件并将其移动至第二加工位置，同时第一机器人从片材裁剪第二裁片。第一机器人和第二机器人也可以同时裁剪、拾取和移动件。

18、该方法还可以包括在第一加工位置和/或第二加工位置处提供第三多功能机器人，其中，第三多功能机器人构造成执行从纺织品片材裁剪纺织品件和/或拾取并移动纺织品件。采用第三多功能机器人可以进一步提高加工效率。由于多功能机器人中的每个多功能机器人可以构造成裁剪纺织品片材并拾取和移动纺织品的裁剪件，所以机器人可以控制成使得加工以优化的方式执行。

19、特别地，机器人可以基于个性化裁剪图案来控制。例如，第一机器人可以控制成在第一步骤中执行对纺织品片材的裁剪。在随后的步骤中，第一机器人可以控制成拾取并移动裁片，该裁片可以是在第一步骤中由第一机器人裁剪的裁片。该裁片也可以是由另一机器人裁剪的裁片。对于每个机器人，裁剪以及拾取和移动的各个步骤可能不同。也有可能使用两个机器人同时裁剪同一裁片。这对于例如用于制造家具覆盖物的大型纺织品件来说尤其有利。

20、应该提到的是，三个机器人也可以构造成同时裁剪同一裁片。由裁剪产生的多个纺织品件可以全部由机器人中的一个机器人拾取，或者两个或更多个机器人可以构造成拾取不同的纺织品件。这意味着裁剪和拾取是连续进行的。替代性地，一个或更多个机器人可以构造成裁剪，而一个或更多个其他机器人构造成在裁剪的同时拾取纺织品件。这意味着裁剪和拾取是并行进行的。应该提到的是，两个或更多个机器人同时帮助拾取同一纺织品件也是可行的，如果纺织品件相对较大，这可能是有益的。

21、生成个性化裁剪图案可以包括修改预定裁剪图案。特别地，预定裁剪图案可以基于片材的尺寸来预定。例如，给定尺寸的片材可以包括用于多个家具部件、例如两个沙发覆盖物的各个件的足够的材料。可以为该尺寸的所有片材生成预定裁剪图案，从而指示各个件的位置和形状。然后，可以分析指示特定片材的缺陷的数字地图，以识别如果片材是根据预定裁剪图案裁剪的，则哪些件将包含缺陷。随后，预定裁剪图案可以通过移动或者换句话说重新布置片材上的件的位置而修改成使得缺陷被理想地避免或者位于具有例如低可见性指示符的裁片内部。特别地，在该修改期间，件的数量和形状可以保持不变。以这种方式，可以生成用于该特定片材的个性化裁剪图案，以便最佳地使用纺织品片材。

22、个性化裁剪图案可以是用于制造家具件所用的覆盖物的裁剪图案。本发明的方法特别适用于制造这种类型的覆盖物，例如沙发覆盖物。这是因为不同于t恤等服装，家具覆盖物是由大量不同尺寸的纺织品件缝纫或缝合在一起的并且需要更多的材料。例如，一个纺织品片材可以用于裁剪出几十个t恤的各个件，但是它可以仅提供用于一个或两个沙发覆盖物的足够的材料。此外，用于制造家具覆盖物的最大的裁片通常比用于制造服装的最大裁片大得多。因此，通过个性化裁剪图案，可以确保用于生产家具覆盖物的材料的最佳使用。

23、个性化裁剪图案的生成可以包括：基于数字地图生成与用于第一家具件的覆盖物相关联的第一个性化裁剪图案；基于数字地图生成与用于第二家具件的覆盖物相关联的第二个性化裁剪图案；以及基于第一个性化裁剪图案和第二个性化裁剪图案的一个或更多个特性选择第一个性化裁剪图案或第二个性化裁剪图案。特别地，选择可以基于对第一个性化裁剪图案和第二个性化裁剪图案的一个或更多个特性的比较。

24、第一个性化裁剪图案和第二个性化裁剪图案的特性可以是包含缺陷的裁片的数量。换句话说，选择第一个性化裁剪图案可以导致第一数量的包含缺陷的裁片，并且选择第二个性化裁剪图案可以导致第二数量的包含缺陷的裁片。然后，该选择可以基于第一数量是大于还是小于第二数量。可以选择具有较低数量的个性化裁剪图案。

25、另一特性可以是完成的家具纺织品成品、特别是完成的家具覆盖物上的一个或更多个缺陷的可见性。然后，个性化裁剪图案的选择可以基于具有特定可见性指示符和/或在可见性类别内的具有缺陷的裁片的数量。例如，可以选择具有最少数量的包含最高可见性类别中的缺陷的裁片的裁剪图案。还可能的是，该选择基于包含多个类别中的缺陷的裁片的数量的总和和/或平均值。

26、第一个性化裁剪图案和第二个性化裁剪图案的另一特性可以是纺织品的剩余量。此处，纺织品的剩余量是根据个性化裁剪图案从纺织品片材裁剪所有裁片之后剩余的纺织品、即剩余部分的量。换句话说，根据第一个性化裁剪图案裁剪纺织品片材可以产生第一剩余量的纺织品，并且根据第二个性化裁剪图案裁剪纺织品片材可以产生第二剩余量的纺织品。然后，该选择可以基于第一数量是大于还是小于第二数量。可以选择具有较低数量的个性化裁剪图案。

27、该选择可以基于上述特性中的一个或更多个特性的组合。在选择过程中，特性的权重可以不同。特性的权重可以是固定的或可变的。在后一种情况下，权重可以是用户可选择的。对于不同类型的家具纺织品产品，权重可以不同。例如，对于第一类型的家具纺织品产品，尽可能少的可见缺陷可能是重要的。在这种情况下，例如，特性“缺陷的可见性”可以被赋予最高权重。相反，对于第二类型的家具纺织品产品，尽可能少地浪费纺织材料可能更重要。在这种情况下，例如，特性“纺织品的剩余量”可以被赋予最高权重。

28、通过选择如上所述的个性化裁剪图案，可以进一步优化纺织品片材的使用。

29、多功能机器人中的一个或更多个多功能机器人可以构造成借助于激光器裁剪纺织品片材。这种裁剪方法是有利的，因为激光器不需要与纺织品直接接触。因此，可以避免纺织品片材在裁剪期间的运动。这在裁剪用于家具覆盖物的件的情况下是重要的，因为这涉及裁剪许多具有不同尺寸和形状的不同件。在裁剪期间，一个件或者甚至整个纺织品片材的运动可能会对其他件的裁剪产生负面影响。

30、另外地或替代性地，多功能机器人中的一个或更多个多功能机器人可以包括能够围绕至少两个轴线旋转的臂。特别地，臂可以构造成拾取并移动纺织品件。特别地，臂可以是围绕第一轴线可旋转的，该第一轴线基本上正交于、即垂直于裁剪表面，纺织品片材在裁剪过程期间位于该裁剪表面上。这可以允许臂接近片材的不同部段。这还可以允许机器人转动成使得臂不再位于纺织品片材上方。特别地，这可以允许机器人将臂从第一加工位置转动至第二加工位置。臂还可以围绕平行于裁剪表面的第二轴线旋转。这可以允许机器人将臂分别朝向和远离纺织品片材移动。例如，臂可以朝向纺织品片材移动，以便拾取已经从纺织品片材裁剪的件。

31、可能的是，臂可以围绕其他轴线旋转。这可以增加臂的伸展性和灵活性。

32、还可能的是，机器人中的一个或更多个机器人是可移动的。特别地，机器人能够平行于裁剪表面移动，纺织品片材在裁剪期间位于该裁剪表面上。例如，机器人可以位于轨道系统上。这可以进一步增加机器人的操作半径。这还可以在不提供额外机器人的情况下实现对较大纺织品片材的加工。

33、该方法还可以包括生成指示纺织品片材中的缺陷的数字地图。特别地，数字地图的生成可以包括记录纺织品片材的图像，并将数字图案识别方法应用于纺织品片材的图像。特别地，当纺织品片材已经安置在裁剪表面上时，数字地图的生成可以在原位执行。以这种方式，可以确保缺陷的位置在裁剪表面的坐标系内被正确地确定。

34、本发明还提供了一种用于加工纺织品的设备，该设备包括：用于接收指示纺织品片材中的缺陷的数字地图的装置；用于基于数字地图生成用于纺织品片材的个性化裁剪图案的装置；位于第一加工位置处的第一多功能机器人，该第一多功能机器人构造用于根据裁剪图案从纺织品片材裁剪纺织品件，其中，第一多功能机器人还构造成用于拾取纺织品件并将纺织品件移动至第二加工位置，并且/或者其中，该设备还包括第二多功能机器人，该第二多功能机器人构造用于拾取纺织品件并将纺织品件移动至第二加工位置。

35、用于接收数字地图的装置可以包括用以连接至网络的装置。特别地，该网络可以是互联网。用以连接至网络的装置可以构造成以有线或无线方式连接网络。另外地或替代性地，用于接收数字地图的装置可以包括用以访问数据载体例如usb棒、cd或软盘的装置。

36、在第一加工位置处，执行对纺织品片材的裁剪。还可以在第一加工位置处执行用于纺织品加工的其他步骤中的一个或更多个步骤。其他步骤可以例如包括对纺织品件的检查和/或缝纫和/或缝合。在第二加工位置处，可以执行纺织品加工的附加步骤。这些附加步骤可以包括其他裁剪和/或缝纫和/或缝合步骤。

37、通过使用指示纺织品片材中的缺陷的数字地图来生成用于该特定纺织品片材的个性化裁剪图案，可以避免材料的浪费。特别地，地图可以生成为使得纺织品片材在缺陷“周围”被裁剪，使得应该用于其他加工的裁片不包含缺陷。因此，可以最佳地使用每个片材的材料。

38、此外，通过采用第一多功能机器人和第二多功能机器人，可以显著提高加工效率。例如，第一机器人可以在第一加工位置处从片材裁剪第一裁片。然后，第二机器人可以拾取该裁片并将其移动至第二加工位置，同时第一机器人从片材裁剪第二裁片。第一机器人和第二机器人也可以同时裁剪、拾取和移动裁片。

39、该设备还可以包括位于第一加工位置和/或第二加工位置处的第三多功能机器人，其中，第三多功能机器人构造成执行从纺织品片材裁剪纺织品件和/或拾取并移动纺织品件。采用第三多功能机器人可以进一步提高加工效率。由于多功能机器人中的每个多功能机器人可以构造成裁剪纺织品片材并拾取和移动裁片，所以机器人可以控制成使得加工以优化的方式执行。

40、用于生成个性化裁剪图案的装置可以构造成为一个或更多个裁片生成裁片在完成的家具纺织品成品中的可见程度的指示符。这种指示符可以指示裁片将完全可见或不可见。特别地，指示符可以指示可见性的类别。换句话说，裁片可以根据它们在完成的家具纺织品成品中的可见性来分类。特别地，将位于完成的家具纺织品成品上高度可见位置的裁片可以具有相关联的高可见性指示符，该指示符指示这些裁片属于“高度可见”类别。例如，用于扶手顶侧的裁片可能属于该类别。此外，将位于完成的家具纺织品成品上不太可见位置的裁片可以具有相关联的中等可见性指示符，该指示符指示这些裁片属于“不太可见”类别。例如，用于扶手内侧的裁片可能属于该类别。此外，将位于完成的家具纺织品成品上不可见位置的裁片可以具有相关联的低可见性指示符，该指示符指示这些裁片属于“不可见”类别。例如，用于扶手下侧的裁片可能属于该类别。

41、用于生成个性化裁剪图案的装置可以构造成通过修改预定裁剪图案来生成个性化裁剪图案。特别地，预定裁剪图案可以基于片材的尺寸来预定。例如，给定尺寸的片材可以包括用于多个家具部件、例如两个沙发覆盖物的各个件的足够的材料。可以为该尺寸的所有片材生成预定裁剪图案，从而指示各个件的位置和形状。然后，可以分析指示特定片材的缺陷的数字地图，以识别如果片材是根据预定裁剪图案裁剪的，则哪些件将包含缺陷。随后，预定裁剪图案可以通过移动或者换句话说重新布置片材上的裁片的位置而修改成使得缺陷被理想地避免和/或位于具有低可见性指示符的裁片中。特别地，裁片的数量和形状在该修改期间可以保持不变。以这种方式，可以生成用于该特定片材的个性化裁剪图案，以便最佳地使用纺织品片材。

42、用于生成个性化裁剪图案的装置可以构造成生成用于制造家具件所用的覆盖物的个性化裁剪图案。

43、用于生成个性化裁剪图案的装置可以构造成：基于数字地图生成与用于第一家具件的覆盖物相关联的第一个性化裁剪图案；基于数字地图生成与用于第二家具件的覆盖物相关联的第二个性化裁剪图案；以及基于第一个性化裁剪图案和第二个性化裁剪图案的一个或更多个特性选择第一个性化裁剪图案或第二个性化裁剪图案。特别地，选择可以基于对第一个性化裁剪图案和第二个性化裁剪图案的一个或更多个特性的比较。

44、第一个性化裁剪图案和第二个性化裁剪图案的特性可以是上文所述的特性中的一个或更多个特性。

45、多功能机器人中的一个或更多个多功能机器人可以构造成借助于激光器裁剪纺织品片材，并且/或者多功能机器人中的一个或更多个多功能机器人可以包括能够围绕至少两个轴线旋转的臂，特别地，其中，臂构造成拾取并移动纺织品件。特别地，如上所述，臂可以是围绕第一轴线可旋转的，该第一轴线基本上正交于、即垂直于裁剪表面，纺织品片材在裁剪过程期间位于该裁剪表面上，并且臂还可以围绕平行于裁剪表面的第二轴线旋转。

46、可能的是，臂可以围绕其他轴线旋转。这可以增加臂的伸展性和灵活性。

47、还可能的是，机器人中的一个或更多个机器人是可移动的。特别地，机器人能够平行于裁剪表面移动，纺织品片材在裁剪期间位于该裁剪表面上。例如，机器人可以位于轨道系统上。这可以进一步增加机器人的操作半径。这还可以在不提供额外机器人的情况下实现对较大纺织品片材的加工。

48、该设备还可以包括用于生成指示纺织品片材中的缺陷的数字地图的装置。特别地，用于生成数字地图的装置可以构造成记录纺织品片材的图像，并将数字图案识别方法应用于纺织品片材的图像。