[发明专利]数字切割系统的真空夹持器的夹持器头部的改进操纵

说明书

本发明涉及数字切割系统的真空夹持器的夹持器头部的改进操纵。切割系统包括数字切割机和夹持器。数字切割机构建成根据切割设计切割片材的一部分，该切割部分具有特定路径。夹持器构建成从片材拾取切割部分并包括头部和移动设备。头部设置有多个机动运动自由度。头部包括具有已知几何布置的多个抽吸点，抽吸点布置限定平均网格间距。方法包括执行确定夹持姿势的优化算法，头部以夹持姿势夹持切割部分。优化算法编程为将以夹持姿势放在切割部分上的面向切割部分的抽吸点的数量最大化。优化算法对以下项进行优化：用于夹持姿势的航向角候选项；和夹持姿势的横向位置候选项；并且优化算法将所确定的夹持姿势作为输出数据提供。

技术领域

本发明涉及一种包括切割机器和真空夹持器的数字切割系统，该真空夹持器被设计成从切割机器的工作台移除已经从片材切割出的切割部分。

背景技术

为了进行切割，可以将材料片材(诸如皮革或纸板)放置在数字切割机的工作平面上。数字切割机可以根据切割设计切割出片材的一部分，因此，切割部分具有期望的特定形状，其边界线具有特定路径。工作平面可以限定x方向和y方向。

例如在文献EP1385674B1、EP2488333B1、EP3260255A1、WO2018184677A1和EP3488983A1中描述了通用切割机器。这样的切割机器(或数字切割机)具有工作表面和工作组，所述工作表面被设计成接收一个或更多个待切割对象，所述工作组被以可移动的方式布置在所述工作表面上方并具有用于切割位于所述工作表面上的对象的刀片或另一切割装置。此外，摄像机单元可以被以以下这种方式相对于工作表面(特别是在该工作表面上方)布置，使得摄像机单元的视场包括该工作表面的至少一部分。基于在摄像机的图像中光学配准特征的位置或待切割片材上的印刷设计的识别，然后可以根据所选择的切割指令来限定切割路径(该切割路径可能已经针对在待切割材料片材中出现的二维失真进行了补偿)。

为了从工作平面自动移除切割部分，已知使用真空夹持器。这种夹持器通常被设计成从片材拾取切割部分，该夹持器具有夹持器头部和移动设备，特别是夹持器臂，使得该夹持器头部具有多个机动运动(motorized movement)自由度。机动运动通常至少包括在平行于片材的平面中的可变航向角(Ψ)和可变横向位置(x位置和y位置)，但还可以包括附加的自由度。特别地，夹持器臂可以根据任何期望的姿势定位在特定运动体积内，即，其可以根据任何期望的位置(具有三个平移运动度，例如x位置、y位置和z位置)和任何期望的取向(例如，航向角、俯仰角和滚动角)定位在所述体积内。此外，该夹持器头部可以包括具有已知几何布置的多个抽吸点。

例如在DE68903694T2、DE69008874T2、EP0348311B1、EP2720838B1和EP2911963B1中示例性地描述了根据现有技术的抽吸/真空夹持装置。

为了拾取切割部分，已知将夹持器头部(以夹持姿势)定位在切割部分上方和切割部分上，使得切割部分被夹持器头部的抽吸点的布置所覆盖。例如，抓持器头部可以以下这样的夹持姿势定位，即：使得抽吸点布置的中心或多或少地位于该切割部分的中心点上方和该中心点上。因此，为了确定夹持姿势，根据现有技术，可以计算切割部分的中心点，并且夹持器头部可以(根据夹持姿势)被定位成使其中心被定位在切割部分的中心点上方和该中心点上。另选地，根据现有技术的方法，可以确定该切割部分在x方向上的最大范围的中间x坐标以及该切割部分在y方向上的最大范围的中间y坐标，并且该矩形夹持器头部可以例如被定位成使得其头部长度的中心与该中间x坐标重合并且其头部宽度的中心与该中间y坐标重合。

发明内容

本发明的目的是改进利用抽吸夹持器从数字切割机的工作平面拾取切割部分的过程。其中，特别地，切割系统(即包括切割机和夹持器)的建造工作和物理结构受到的影响应尽可能小。

本发明涉及一种如下限定的用于切割系统的计算机实现的方法。