재단기의 흡인조정 방법 및 장치 document_id A220623030948

종래부터 재단기에서는 재단해야 할 시트(sheet) 재료를 통기성(通氣性)이 있는 테이블의 지지면 위에 적재(積載)하고, 테이블의 하방으로 흡인하여 재단한다. 시트 재료가 용이하게 이동하지 않도록 지지하면서, 재단 헤드를 테이블 상에서 이동시켜 재단 헤드에 구비되는 재단 칼날에 의하여 시트 재료를 재단하고 있다. 재단기의 테이블은 재단 테이블이나 재단 베드 등으로도 불리며, 강모 브러시(剛毛 brush)라고 불리는 브러시 모양의 부재를 나란히 배열하고 브러시의 선단으로 지지면이 구성된다. 강모 브러시는 탄력성이 있는 합성수지 등으로 형성되고, 재단 칼날이 장착되어 있는 부분에서는 브러시의 강모는 재단 칼날에 눌려서 휘어짐으로써 재단 칼날로부터 피하게 되므로 절단되지 않는다. 재단 칼날이 다른 장소로 이동하면, 브러시의 강모는 원래의 위치로 복귀하여 시트 재료를 지지한다. 시트 재료에는 통기성이 있으므로, 여러 장을 적층(積層)하여 동시에 재단하는 경우에는 비통기성의 피복 시트로 덮어서 전체를 흡인한다. 재단에서는 시트 재료와 함께 피복 시트도 재단된다(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개소60-52299호 공보 참조). 또한 시트 재료에 대한 재단이 진행되면, 재단된 부분의 피복 시트에 흡인되는 공기의 누설(漏泄)이 발생하여 시트 재료의 지지력이 저하되게 된다. 일본국 공개특허공보 특개소60-52299호 공보에서는, 흡인력을 발생시키는 진공발생기에 설치되는 제어 밸브를 흡인압력이 일정하게 되도록 제어하고 있다. 재단기에서 시트 재료를 지지하는 테이블의 형상은 비교적 크기 때문에, 테이블의 흡인력을 균일하게 하는 것은 곤란하다. 또한 흡인력을 발생시키는 부분에서의 제어 결과가 지지면 상에서의 시트 재료의 지지에 반영될 때까지는 시간지연이 발생한다. 이 때문에 테이블의 지지면을 복수의 영역으로 나누어서 흡인력의 조정을 가능하게 하여 두고, 실제로 재단을 시작하는데 선행하여서 재단 칼날의 움직임을 예상하여 흡인력의 제어를 하는 기술도 제안되어 있다(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개평7-205091호 공보 참조). 일본국 공개특허공보 특개평7-205091호 공보에 의하여 개시되어 있는 기술은, 흡인력의 제어에 시간지연이 있을 때에, 분할 흡인되는 동일한 영역에서 가압과 감압을 교대로 반복하여 스래싱(thrashing)이라고 불리는 현상이 일어나는 것을 방지하는 것을 목적으로 하고 있다. 재단 베드의 전역에 걸쳐 압력 센서를 설치하여 두고, 어느 하나의 압력 센서가 이상한 압력감소를 검출하면, 재단 이상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 재단을 즉시 정지하는 기술도 제안되어 있다(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개평9-155794호 공보 참조). 재단의 진행에 따르는 흡인력의 저하를 방지하기 위하여, 시트 재료의 재단 종료 부분에 비통기성의 밀폐 시트를 씌워서 덮는 기술도 제안되어 있다(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개평5-51865호 공보 참조). 일본국 공개특허공보 특개평5-51865호 공보에 의하면, 시트 재료를 적재하는 테이블의 양쪽 테두리를 따라 X방향의 이동부가 각각 이동하고, 양쪽 이동부 사이에 걸쳐서 가설되는 가이드 브리지(guide bridge)를 따라서 Y이동부가 이동하는 구성이 개시되어 있다. Y이동부에 설치되는 재단 헤드가 시트 재료를 재단할 때에, 가이드 브리지가 테이블의 재단 시작 측으로부터 밀폐 시트를 인출(引出)하고, 재단이 끝난 시트 재료를 밀폐 시트로 덮도록 하고 있다. 재단기로 재단하는 대상이 되는 시트 재료에는, 의복용의 등의 직물 이외에 가구나 자동차용 시트 소재 등의 쿠션 재나 팽창 폼(膨脹 form) 등도 포함된다. 파일(pile) 옷감 등을 재단하는 경우도 있다. 이 시트 재들은 탄력성이 있어 피복 시트로 덮어서 재단기의 테이블 상에서 흡인하면 흡인력에 따라서 압축에 의하여 두께가 감소한다. 재단이 진행되면, 재단된 부품에 있어서 이미 절단된 라인을 따라 피복 시트도 절단되어서 공기가 유입되게 된다. 재단의 진행에 따르는 공기 누설의 증가는, 시트 재료를 테이블 상에 지지하는 흡인력의 저하를 초래한다. 흡인력이 저하되면, 재단 시에 시트 재료가 재단 칼날에 의하여 움직이게 되어 재단 정밀도를 저하시킬 뿐만 아니라, 압축의 정도가 약해져서 테이블 상에서의 시트 재료의 두께가 증대한다. 공기의 누설이 커져도 시트 재료의 충분한 지지가 가능하도록 흡인력을 크게 설정하여 두는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이 방법도 재단 초기의 단계에서는 필요 이상의 지나친 흡인력이 시트 재료에 미치게 되어 필요 이상으로 시트 재료가 압축되어버린다. 탄력성이 있는 시트 재료가 균일하게 압축되지 않아서 불균일한 압축에 의하여 비뚤어진 상태로 재단되기 때문에, 적층되어 있는 상층의 시트 재료와 하층의 시트 재료에서 재단 후의 부품의 형상에 차이가 발생해버린다. 따라서 탄력성이 있는 시트 재료의 경우에는, 크게 비뚤어지지 않도록 하는 상태에서 재단하는 것이 바람직하다. 또한 필요 이상의 지나친 흡인력을 항상 발생시키는 것은 에너지의 낭비이기도 하다. 일본국 공개특허공보 특개소60-52299호 공보, 일본국 공개특허공보 특개평7-205091호 공보, 일본국 공개특허공보 특개평9-155794호 공보와 같이, 흡인압력 등을 센서로 검출하여 시트 재료의 지지력이 일정하게 되도록 피드백 제어하려고 하여도, 압력검출의 위치와 감압원(減壓源)의 위치의 차이 등에 의거하는 제어의 시간지연에 의하여 적절한 피드백 제어를 하는 것이 곤란하여, 일본국 공개특허공보 특개평7-205091호 공보와 같은 스래싱 현상이 발생되기 쉽다. 압력의 검출을 재단 칼날의 근방에서 하면, 재단에 의한 공기의 누설은 그다지 늦지 않게 검출할 수 있다. 그러나 감압원의 위치가 떨어져 있어서 피드백 제어에 의거하는 흡인력의 회복 결과가 반영되기까지는 시간을 요한다. 감압원에서는 흡인력을 증대시키고 있는데, 공기 누설에 의한 압력감소가 계속되고 있는 것처럼 검출되어 더욱 흡인력을 증대시키도록 피드백 제어가 이루어진다. 감압원에서의 흡인력 증대의 결과가 센서의 위치에 미치면 검출하는 압력이 크게 저하되도록 되어, 감압원에 대하여는 흡인력을 억제하도록 피드백 제어로 절환된다. 이렇게 하여 스래싱 현상이 발생하기 쉽다. 압력의 검출을 재단 칼날의 근방이 아니라 감압원의 근방에서 하면, 압력의 검출과 피드백 제어의 시간지연은 적어진다. 그러나 재단의 진행과 함께 시시각각 변동하는 흡인력을 압력 센서로 검출하는데 시간이 걸리므로 즉시 응답성(卽時 應答性)이라는 점에서 문제가 발생한다. 압력의 피드백 제어 만으로 시트 재료의 흡인상태를 안정시키려고 하면 시간지연을 피할 수 없으므로, 오히려 흡인력의 변동을 발생시킬 우려가 있다. 흡인력의 변동으로 흡인력이 약해지면 시트 재료의 압축이 완화되어서 두께가 증대하거나 테이블로부터 부상(浮上)하기 쉬워져, 재단 헤드 등의 이동 중에 시트 재료를 재단 칼날이나 재단 칼날의 주위에서, 시트 재료의 표면을 가압하는 프레서 등에 절단된 부품이 걸리는 등 재단 중단을 할 수 밖에 없는 경우가 있다. 흡인력의 변동이 재단을 계속하게 하는데 곤란하지는 않을 정도이더라도, 두께의 변동에 의하여 재단 정밀도가 저하되어버린다. 흡인력의 피드백 제어를 이상적으로 하고, 흡인력을 일정하게 유지하는 것이 가능하더라도 시트 재료의 두께가 일정하게 유지된다고는 할 수 없다. 주위에 공기 누설 장소가 많은 부품에서는 압축의 정도가 약해서 두께가 증대하여 재단 정밀도가 나빠지게 된다. 일본국 공개특허공보 특개평5-51865호 공보와 같이, 재단이 끝난 부분에 밀폐 시트를 씌워서 밀봉하는 경우라도, 밀폐 시트를 인출하는 기구상의 제약 등이 있으므로 재단 칼날의 주위를 완전하게 밀봉할 수는 없다. 이 때문에 밀폐 시트를 사용하는 경우라도, 시트 재료의 두께 변동이 발생하며 이를 억제하는 것이 중요하게 된다.