【技術領域】【0001】 本發明係有關於一種互動式收料方法、收料模組及其設備，尤其係指一種運用在裁切工具機上的收料技術，透過可程式控制的互動操作模式判斷取料時機，能有效提高生產效率與降低工安意外的發生，讓工具機邁向全自動化作業為創作發明者。
【先前技術】【0002】 按，裁切工具機的應用其實相當的廣泛，除了製鞋產業外，亦被廣泛應用至面膜、汽車內飾件、地毯(墊)與紡織等相關產業中，因此對於裁切工具機的精準性與自動化需求一直相當期待，目前我們於傳統裁切工具機已著墨多年，陸續改良控制系統由PLC轉為PC-Based、開發精準之影像校刀模組與緊密性自動排版等，大大提升工具機的應用價值。
【0003】 現有裁切工具機大致上有如台灣專利公告號I580542「裁切裝置」揭露出一基座；一送料模組，該送料模組設於該基座，該送料模組具有一入料端及一供料端；一轉向模組，該轉向模組設有一旋轉器、二支撐器及一延伸板，該旋轉器及該二支撐器均固接於該基座，該二支撐器分別設在該旋轉器的二側，該延伸板結合該二支撐器與該旋轉器的旋轉驅動端，各該支撐器連接該延伸板處可相對於連接該基座處產生二維方向的平移；一裁切模組，該裁切模組具有一裁切平台及一裁刀，該裁切平台直接或間接地連接該旋轉器的旋轉驅動端，該裁切平台具有相對的一前端及一後端，該裁切平台的前端鄰接該送料模組的入料端，該裁刀對位於該裁切平台的後端，該供料端朝該裁切平台的後端定義一送料路徑；及一攝像模組，該攝像模組直接或間接地連接該基座，該攝像模組朝該送料路徑攝錄影像，該攝像模組電連接該轉向模組。
【0004】 或台灣專利公告號M606228「自動裁切貼膜裝置」揭露該自動裁切貼膜裝置主要包括：一第一供料裝置，係供存放一第一膜料；一裁切裝置，該裁切裝置設於該第一供料裝置之一側處；一第二供料裝置，該第二供料裝置設於該裁切裝置之側處，係供存放一第二膜料；一輸送裝置，該輸送裝置滑動設於該自動裁切貼膜裝置上，並位於該裁切裝置及該第二供料裝置之側處；一分離部，該分離部設於該輸送裝置上，並位於該輸送裝置之一側處；一收料裝置，該收料裝置設於該輸送裝置背離該分離部之一側處；一置放平台，該置放平台設於該輸送裝置鄰近該分離部之一側處；一吸附裝置，該吸附裝置滑動設於該自動裁切貼膜裝置上，並位於該置放平台之一側處，係供吸附一基板並將該基板貼合於該第一膜料或該第二膜料上；及一輸出裝置，該輸出裝置設於該吸附裝置之一側處。
【0005】 由上可知，裁切機在裁切過程均有逐漸朝智慧科技前進，但在片式裁切的收料仍是以人工為主，於收料時尚需停止裁切，不僅效率差且有誤觸之危險，而上述裁切機的收料系統則尚無有業者投入開發，原因在於需與排版系統做結合使能發揮功效，因此收料部份還停留在人工的方式。
【發明內容】【0006】 今，發明人即是鑑於上述現有之裁切機收料於實際實施使用時仍具有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
【0007】 本發明主要目的為提供一種互動式收料方法、收料模組及其設備，運用在裁切工具機上的收料技術，透過可程式控制的互動操作模式判斷取料時機，能有效提高生產效率與降低工安意外的發生，讓工具機邁向全自動化作業。
【0008】 為了達到上述實施目的，本發明一種互動式收料方法、收料模組及其設備，其主要於機台上設有一可活動位移的裁切床台，並設有一裁切機構及一收料模組，所述收料模組包含有控制單元及受控制單元操控的收料組件；藉此，透過所述控制單元通訊連結所述裁切機構的主控系統，並依據與所述主控系統間的互動資訊進行評估，並進一步判斷收料與否、收料模式(暫停裁切先收料、版面收料完成)，達到全面自動化的目標與功效。
【0009】 於本發明之一實施例中，其所述裁切機構的主控系統內建構有進行裁切排版之各刀模座標值及欲裁切之座標資訊，所述主控系統連結發送裁切資訊至所述收料模組的控制單元中，透過所述控制單元分析判斷及運算，以取得所述裁切機構的裁切進度，進而能依據裁切進度控制所述收料模組執行不收料、收料、暫停裁切先收料、版面收料完成其一模式。
【0010】 於本發明之一實施例中，其所述收料組件包含有一吸附裁切物件的吸附件、一控制所述吸附件作動的動力源，及一帶動所述吸附件位移的移載單元，且所述動力源及所述移載單元分別對應與所述控制單元連結，所述控制單元用以控制所述收料組件作動者。
【0011】 於本發明之一實施例中，其所述收料模組更進一步包含有一承接裁切物件的輸送帶平台，所述輸送帶平台架設在所述機台上，用以導送經所述吸附件收料的裁切物件，以能將物件輸出。
【0012】 於本發明之一實施例中，該控制單元可採用可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)、arduino或樹莓派(Raspberry Pi)之崁入式硬體系統。
【實施方式】【0013】 本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。
【0014】 請參閱第一~二圖所示，本發明一種互動式收料方法，係在一裁切機構(1)的主控系統(10)內建構有進行裁切排版之各刀模座標值及欲裁切之座標資訊，所述主控系統(10)主動連結發送裁切資訊至一收料模組(2)的控制單元(20)中，透過所述控制單元(20)判斷計算可取得主控系統的裁切進度，進而控制所述收料模組(2)執行收料模式。
【0015】 其中收料模式可分為不收料、收料、暫停裁切先收料、版面收料完成等模式。
【0016】 而執行上述收料方法所需的設備，係包含有：
【0017】 一機台(3)；
【0018】 一裁切床台(4)，為設置於所述機台(3)內，並可承載欲裁切物件於所述機台(3)內活動位移；
【0019】 一裁切機構(1)，係包括有一建構裁切資訊的主控系統(10)，及受所述主控系統(10)控制的刀模(11)，所述裁切機構(1)架設於所述機台(3)上並位於所述裁切床台(4)上方；
【0020】 一收料模組(2)，係包括有一控制單元(20)，及受所述控制單元(20)操控的收料組件(21)，所述控制單元(20)連結接收所述主控系統(10)的裁切資訊，所述控制單元(20)依據裁切資訊控制所述收料組件(21)作動者。
【0021】 其中，所述收料組件(21)進一步包含有一吸附裁切物件的吸附件(211)、一控制所述吸附件(211)作動的動力源(212)、一帶動所述吸附件(211)位移的移載單元(213)；而其所述收料組件(21)之動力源(212)與移載單元(213)能與所述控制單元(20)連結，使其透過模組化的方式，讓機電整合之技術的實作更為便利。
【0022】 進一步該控制單元(2)可採用可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)、arduino或樹莓派(Raspberry Pi)系統。
【0023】 其中，所述收料模組(2)更進一步包含有一承接裁切物件的輸送帶平台(22)，所述輸送帶平台(22)架設在所述機台(3)上，用以導送經所述吸附件(211)收料的裁切物件，以能將物件輸出。
【0024】 此外，藉由下述具體實施例，可進一步證明本發明可實際應用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍。
【0025】 本發明一種互動式收料方法、收料模組及其設備主要被廣泛應用於製鞋產業、面膜、汽車內飾件、地毯(墊)與紡織…等片狀裁切的相關產業中；當於實際使用時，其裁切機台大致可分成三個區域：待裁區(A)、裁切區(B)和取料區(C)；讓欲裁切物件由裁切床台(4)端的待裁區進入，而所述裁切機構(1)之刀模位於裁切區()內，能對應物件進行裁切，而裁切完成的物件能經裁切床台(4)輸送至取料區(C)。
【0026】 請繼續參閱第三圖所示，本發明所述收料模組(2)之控制單元控制單元(20)與所述裁切機構(1)的主控系統(10)雙向通訊的流程圖，於實施時，係透過所述收料模組之控制單元(20)與所述裁切機構的主控系統(10)，以通訊交握命令或取得對方訊號，讓所述主控系統(10)傳送排版結果、選料情形與裁切機構(1)內各訊號予收料模組(2)，取得各刀模(11)座標值以及欲裁切之座標；當收料模組取得裁切床台(4)當前位置後，透過控制單元(20)的分析計算公式即推算出目前有無裁切完成之物件進入取料區(C)，以評估收料模組(2)之收料組件(21)是否收料，同時，也主動回傳所述收料模組(2)運轉狀態給予主控系統(10)，讓裁切機構(1)可根據收料模組(2)運轉狀態決定裁切床台(4)是否可移動或進行下一列裁切等，達到訊息交換之目的。
【0027】 請參閱第三圖並配合第四~七圖所示，本發明收料模式可分為不收料、收料、暫停裁切先收料、版面收料完成四大模式，其判斷方式與運算公式，詳細說明如下：
【0028】 首先，於講述判斷收料模式前，先了解圖式中各定值與變數所代表的定義，其定值方面包含：
【0029】 IY軸為收料軸(即輸送帶平台中心軸)；
【0030】 X軸為裁切機構之刀模移動軸；
【0031】 L為收料軸(IY軸)原點至刀模旋轉中心距離；
【0032】 H為可收料最遠距離；
【0033】 W為可收料最短距離。
【0034】 變數方面包含：
【0035】 
為裁切床台當前座標；
【0036】 
為下一列裁切Y座標；
【0037】 
為第一列物件裁切床台座標；
【0038】 
為裁切完成品未收料頭一列裁切床台座標；
【0039】 
為暫停裁切先收料的裁切床台座標；
【0040】 V為收料距離；
【0041】 K 為下一列裁切間距。
【0042】 而透過上述定值與與變數所衍生的運算公式為
【0043】 
；
【0044】 
；
【0045】 
；
【0046】 (一)收料模式－於開始裁切時，所述裁切機構(1)之主控系統(10)主動將刀模(11)與裁切床台(4)當前座標[
]傳送給收料模組(2)之控制單元(20)，之後，所述裁切機構(1)之刀模(11)開始進行單列裁切，而所述收料模組(2)則開始判斷取料區(C)是否有無物件[裁切完的物件]，當取料區(C)內判斷有物件時，即發送收料訊號並啟動收料組件(21)[收料軸]執行收料動作[如第四圖所示]；此模式下W≤V≤H。
【0047】 當驅動收料模組(2)之收料組件(21)的移載單元(213)帶動所述吸附件(211)位移至待收料物件中心點位置；所述移載單元(213)進一步可為採用伺服馬達帶動滾珠導螺桿的設置，以能精準控制所述吸附件(211)的移載位置；接著，到達定位的吸附件(211)透過動力源(212)[可為氣壓缸]驅動，而能快速上升下降，而所述吸附件(211)採用整列式吸盤可個別將裁切完成的物件吸取，以便將裁切完成物件從裁切床台(4)吸取並移動至輸送帶平台(22)上方，再經輸送帶平台(22)物件輸出至機台(3)外部進行集中擺放堆疊，達到整體快速收料以及模組化的機構。同時，在收料模組(2)執行收料完成後，也會傳送訊號通知所述主控系統(10)，當所述主控系統(10)確認收料模組(2)的收料訊號後，即令所述裁切機構(1)之裁切床台(4)移動進行下一列的裁切動作。
【0048】 (二)版面收料完成模式－當上述的收料模組判斷取料區無物件時，接續，判斷版面是否收料完成，若是已收料完成則發送完成訊號[如第五圖所示]；此模式下裁切列數=已收列數。
【0049】 (三)不收料模式－當上述判斷版面無收料完成時，接續，判斷裁切下一列間距，當間距小發送不收料訊號[如第六圖所示]；此模式下H〈V；K〈V-W。
【0050】 (四)暫停裁切先收料模式－當上述判斷裁切下一列間距，其間距大時，發送暫停裁切先收料訊號，同時也發送可收料裁切床台(4)座標[如第七圖所示]；此模式下H〈V；V-W〈K or裁切最後一列(
)。
【0051】 由上述之實施說明可知，本發明與現有技術相較之下，本發明具有以下優點：
【0052】 1.本發明互動式收料方法、收料模組及其設備相較於傳統人工收料設備，不僅可以降低人為不當疏忽所產生之危險等問題，並且讓整個裁切製程趨近全自動化，不需要分配過多人力來進行相關的作業，且收料模組化與裁切機構整合相當方便，完全不影響整體結構，可依產量選擇選用與否十分便捷。
【0053】 2.本發明在模組化的規劃下，能快速與裁切工具機做系統性的整合，推升裁切工具機邁向多元自動化與產業應用價值。
【0054】 綜上所述，本發明之互動式收料方法、收料模組及其設備，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
【0055】 惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。
【圖式簡單說明】【0056】 第一圖：本發明整體外觀示意圖。
【0057】 第二圖：本發明整體俯視方塊圖。
【0058】 第三圖：本發明收料模組之控制單元與裁切機構之主控系統的雙向通訊的流程圖。
【0059】 第四圖：本發明收料模式示意圖。
【0060】 第五圖：本發明版面收料完成模式示意圖。
【0061】 第六圖：本發明不收料模式示意圖。
【0062】 第七圖：本發明暫停裁切先收料模式示意圖。