DE10205562C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anzeigen eines Abbildes eines Flachmaterials und zum Ausschneiden von Teilen aus dem Flachmaterial - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Bilddaten mehrerer Abschnitte eines Flachmaterial (12), das Kalibrieren der erfaßten Bilddaten eines jeden Abschnitts zur Beseitigung von Kissenverzerrungen, die Ausrichtung der kalibrierten Bilder zur Erstellung eines zusammengesetzten Abbildes (92) und das Anzeigen des zusammengesetzten Abbildes (92) an eine Bedienperson. Das System verwendet eine Kamera (82), die zusammen mit einer Schneidvorrichtung (40) verschoben wird, und ein Programm zum Kalibrieren erfaßter Bilddaten, womit Platten oder Fliesen aus aufgenommenen Bildern erzeugt werden.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Schneiden von Flachmaterial und insbeson­ dere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erstellen unabhängiger Bilder von mehre­ ren Abschnitten des Flachmaterials, Kalibrieren der unabhängigen Bilder, Ausrichten der kalibrierten Bilder zur Bildung eines zusammengesetzten Abbildes und Anzeigen einer zu­ sammengesetzten Darstellung des Flachmaterials zum Verschachteln durch einen Benut­ zer oder Rechner.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Herstellung vieler Waren, wie beispielsweise Schuhen, Fahrzeugsitzen und sogar Gepäckstücken, werden Häute zahlreicher Tiere verwendet. Obgleich ein Großteil der Häute ähnliche Größe und Gestalt hat, verlangt das Verschachteln von Teilen auf der Haut, die aus der Haut ausgeschnitten werden sollen, die Kenntnis des speziellen Umrisses und der Fehler in der Haut.

Traditionell wird eine Haut auf eine Unterlage aufgelegt und von einem Arbeiter optisch ge­ prüft. Der Arbeiter prüft den Umriß und die in Betracht kommenden Fehler. Der Arbeiter legt dann Muster der auszuschneidenden Teile auf die Haut und schneidet die Haut entspre­ chend aus. Dieses Verfahren ist jedoch extrem arbeitsintensiv und zeitraubend, was die Herstellungskosten der betreffenden Waren erhöht. Außerdem müssen erfahrene Arbeiter eingesetzt werden, um die Anzahl der Teile zu vergrößern, die aus einer gegebenen Haut geschnitten werden können, weil die Kosten ebenfalls steigen, wenn die Haut nicht best­ möglich ausgenutzt wird.

Anderes Material, wie gemustertes Flachmaterial hoher Güte, das relativ teuer ist, und Spezialflachmaterialien weisen häufig Unregelmäßigkeiten auf, die eine vollautomatische Massenbehandlung und -verarbeitung ausschließen.

Um die Handhabung und Verarbeitung solchen Flachmaterials zu erleichtern, haben frühe­ re Systeme eine Kamera verwendet, die in ausreichendem Abstand über einer Unterlage angeordnet war, um es zu ermöglichen, daß ein einziges Bild die gesamte Fläche des Flachmaterials erfassen kann. Während diese Systeme es dem Arbeiter ermöglichen, das gesamte Flachmaterial zu betrachten, ist die Auflösung doch nicht ausreichend, um Details erkennen zu können. Wenn alternativ Kameras hoher Auflösung verwendet werden, dann sind diese unerschwinglich teuer.

Eine Anlage der vorgenannten Art ist aus der DE 39 10 322 A1 bekannt. Diese beschreibt eine automatische Zuschneidevorrichtung zum Erkennen der Form und des Musters eines zuzuschneidenden Stoffes und zur Anzeige derselben auf einer Anzeigeeinrichtung und zum Anordnen eines mittels Koordinatenwerten gespeicherten Schnittmusters und des Ab­ bildes des Stoffmusters auf der Anzeigeeinrichtung, um eine Anpassung des Stoffmusters an das Schnittmuster zu erreichen, wobei die Teile des Schnittmusters elektronisch auf dem Stoffmuster verschoben und gedreht werden können, um dann einen elektronisch ge­ steuerten Zuschnitt ohne Verwendung irgendeines Schnittmusterbogens auszuführen. Der zu schneidende Stoff liegt dabei auf einer Unterlage, die von einer Kamera im Ganzen er­ fasst wird, und über die Unterlage ist ein Kreuzschlitten verfahrbar, der eine Schneidein­ richtung trägt, die elektronisch gesteuert bewegt wird.

Wegen der mangelnden Auflösung besteht daher der Wunsch nach einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Erstellen und Anzeigen eines Abbildes eines Flachmaterials an ei­ nen Arbeiter, bei dem die Anzeige eine Auflösung hat, die ausreichend für eine genaue An­ ordnung der auszuschneidenden Teile und für die Ermittlung von Materialfehlern ist, und bei dem auf dem Markt erhältliche und wirtschaftlich herstellbare Komponenten verwendet werden und eine höhere Auflösung erreicht wird, als mit vergleichbaren Komponenten bis­ lang erzielbar war. Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.

Die Erfindung macht dabei von einer Technik Gebrauch, die prinzipiell aus der Mikrosko­ piertechnik durch JP 11-249021 A bekannt ist. Diese Druckschrift beschreibt die Abbildung eines mikroskopierten Objekts auf einen Bildschirm, wobei von dem Objekt Teilbilder er­ stellt werden, die elektronisch abgetastet, von optischen Verzerrungen auf elektronischem Wege befreit und zur gemeinsamen Darstellung auf dem Bildschirm wieder zusammenge­ setzt werden.

Die vorliegende Erfindung ergibt die Anzeige eines Flachmaterials, die aus mehreren unab­ hängigen, kalibrierten Bildern besteht, von denen jedes Bild einen anderen Abschnitt des Flachmaterials darstellt.

Allgemein umfaßt die vorliegende Erfindung die Erfassung von Bilddaten, die mehrere un­ terschiedliche Abschnitte des Flachmaterials darstellen, und das Erstellen kalibrierter Bild­ daten durch die erfaßten Bilddaten, um Bildverzerrungen zu korrigieren, wie beispielsweise Kissenverzerrungen, Perspektivverzerrungen und Verdrehungen. Das System verwendet dann die kalibrierten Bilddaten zur Erstellung einer zusammengesetzten Darstellung der mehreren Abschnitte und zeigt die zusammengesetzte Darstellung einem Arbeiter an.

Bei einer Ausführungsform erfaßt eine Bildaufnahmevorrichtung mehrere Bilder eines Flachmaterials, wobei jedes Bild einem speziellen Abschnitt des Flachmaterials an einem aufgezeichneten Ort entspricht. Jedes erfaßte Bild wird dann kalibriert, um Verzerrungen, wie Kissenverzerrung, Rechnung zu tragen. Die kalibrierten Bilder werden dann durch ein Programm auf der Grundlage der aufgezeichneten Orte ausgerichtet, um ein zusammenge­ setztes Bild zu erstellen, das das wirkliche Flachmaterial genau wiedergibt. Das zusam­ mengesetzte Bild wird dann einem Arbeiter angezeigt. Der Arbeiter ist in der Lage, Teile­ muster aus einer Datenbank abzurufen und die Teilemuster auf das angezeigte, zusam­ mengesetzte Bild zu setzen. Der Arbeiter kann dadurch sehr schnell eine Vielzahl von Tei­ leplazierungen auf dem Flachmaterial (Haut) probieren, ohne daß er Schablonen natürli­ cher Größe physikalisch handhaben muß.

Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Rechneralgorithmus oder -programm an dem zusammengesetzten Bild angewendet werden, um automatisch einen Umriß des Flachmaterials oder der Haut zu erfassen. Sobald der Umriß des Flachmaterials vom Rechner identifiziert ist, kann ein Verschachtelungsprogramm angewendet werden, um die Ausnutzung des Flachmaterials zu maximieren.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines bekannten Systems.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Schneidsystems, das die vorliegende Er­ findung verwendet.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung mehrerer Abschnitte, die unabhängig abgebildet werden.

Fig. 4 ist ein repräsentatives, aufgenommenes Bild, das eine Kissenverzerrung aufweist.

Fig. 5 ist ein repräsentatives, aufgenommenes Bild nach Kalibrierung.

Fig. 6 ist ein repräsentatives, aufgenommenes Bild, das eine Helligkeitsschwankung zeigt.

Fig. 7 ist ein repräsentatives, aufgenommenes Bild nach Helligkeitskalibrierung.

Fig. 8 ist ein Gitter zur Erstellung einer Kissenentzerrung für das Abbildungssystem.

Fig. 9 ist eine zusammengesetzte Darstellung, die die örtliche Anordnung der aufgenom­ menen, kalibrierten Bilder zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Wie in Fig. 1 gezeigt, verwendet ein bekanntes Schneidsystem eine Overhead- Bildaufnahmevorrichtung 2 und eine Schneidbrücke 4. Das bekannte Bildaufnahmesystem nimmt Bilder eines Flachmaterials auf, wenn dieses unter der Overhead-Vorrichung durch­ läuft.

Gemäß Fig. 2 enthält das vorliegende System eine Unterlage 20, eine Schneidvorrichtung 40, eine Steuerungseinrichtung 60 mit zugehörigen Programmen und ein Bildaufnahmesy­ stem 80. Das System zeigt ein zusammengesetztes Abbild eines Flachmaterials 12 einem Arbeiter an.

Das Flachmaterial 12 kann eines aus einer Vielzahl Materialien sein, wie beispielsweise Häute, Siebdruckmaterial, relativ hochwertige oder teuere Stoffe, Spezial- oder hander­ stellte Materialien oder jedes andere Flachmaterial.

Unterlage

Die Unterlage 20 ist eine Fläche, auf der das Flachmaterial 12 ausgebreitet wird. Die Un­ terlage 20 kann jede aus einer Vielzahl Strukturen sein, ohne dadurch von den breiteren Aspekten der Erfindung abzuweichen. Die Unterlage 20 kann beispielsweise die Form ei­ nes Förderbandes oder eines langen, flachen Tisches haben, an dem vorzugsweise mehre­ re Arbeitsstationen angeordnet sind, wie beispielsweise eine Entwurfs-/Identifizierstation, eine Schneidstation und eine Abnahmestation. Die Unterlage 20 kann ausreichend lang sein, um mehrere ausgebreitete Flachmaterialstücke aufzunehmen. Alternativ kann die Unterlage 20 die Form einer Trommel oder einer geneigten Ebene haben.

Die spezielle Konstruktion und das Material der Unterlage 20 sind wenigstens teilweise von der Art des zu schneidenden Flachmaterials 12 sowie durch die spezielle Art der Schneid­ vorrichtung 40 bestimmt. Die Unterlage 20 kann aus einem aus einer Vielzahl Materialien bestehen, beispielsweise aus einer Unterdruck durchlassenden Fläche, die es erlaubt, das Flachmaterial mit Unterdruck auf der Unterlage zu halten, wie in der einschlägigen Technik bekannt ist. Beispielsweise kann die Unterlage ein einstechbares Bett sein, das aus zu­ sammenhängenden Bürstenblöcken oder -matten oder durch zusammenhängende Blöcke aus Schaummaterial gebildet ist. Falls nötig, können eine oder mehrere Unterdruckkam­ mern unterhalb des einstechbaren Bettes angeordnet sein. Durch das Bett erstrecken sich Luftkanäle, so daß die Auflage während des Schneidvorganges zusammengedrückt und fest auf der Unterlage gehalten werden kann.

Wie in Fig. 2 gezeigt, bestimmt das System eine Längsachse X der Schneidvorrichtung 40 und des Flachmaterials 12 (die sich im wesentlichen von unten links nach oben rechts in Fig. 2 erstreckt) und eine kürzere, dazu senkrechte Richtung Y der Schneidvorrichtung und des Flachmaterials (die sich im wesentlichen von oben links nach unten rechts in Fig. 2 er­ strecken).

Schneidvorrichtung

Die Schneidvorrichtung 40 enthält eine Brücke 42, die längs der Unterlage 20 in Richtung X beweglich ist. Die Brücke 42 trägt einen Y-Schlitten 44, der quer zur Längserstreckung der Unterlage 20 beweglich ist. Der Y-Schlitten 44 trägt einen Schneider 46, wie beispielsweise eine Kreissäge, ein Schneidrad, ein Stichmesser, eine Laservorrichtung oder eine Wasser­ strahlvorrichtung. In einer Konfiguration der Schneidvorrichtung 40 mit einem Laserschnei­ der enthält der Laserschneider einen Laserstrahlengenerator, der an der Schneidvorrich­ tung angebracht ist, und einen Laserschneidkopf, der von dem Y-Schlitten 44 zur Bewe­ gung in einer Richtung parallel zu und oberhalb der Unterlage 20 gehalten wird. Der Laser­ schneidkopf hat eine Fokussierlinse. Der Laserstrahl wird zunächst vom Generator auf den Spiegel gerichtet und dann von dem Spiegel in einen Weg reflektiert, indem er von der Lin­ se auf das auf der Unterlage liegende Flachmaterial fokussiert wird. Beispielsweise wird der Laserstrahl zu einem Punkt von etwa 0,05 mm Durchmesser auf das Flachmaterial fokus­ siert. Ein bevorzugter Laser ist einer aus der Serie Coherent General Diamond.

Steuervorrichtung

Die Steuervorrichtung 60 steuert die Schneidvorrichtung 40 sowie die Bewegung des Schneiders 46. Die Steuervorrichtung 60 enthält einen Rechner, wie beispielsweise einen IBM-kompatiblen PC, der zu einer Datenbank zugreift, die Schneidbefehle, wie einen Mar­ kierer oder Teileumfangslinien, enthält. Die Steuervorrichtung 60 besitzt einen Speicher zur Aufnahme der Datenbank oder hat zu einem solchen Zugang. Die Steuervorrichtung 60 enthält eine Speichervorrichtung für ausreichende Daten zur Bildung der Markierung oder der Umfangslinien von zu schneidenden Teilen sowie von Programmen zum Verschachteln und zum Erzeugen von Schneidbefehlen, oder hat zu einer solchen Speichervorrichtung Zugang. Ein Markierer, der die Schneidbefehle enthält, wird gebildet und in der Datenbank gespeichert. Der Markierer wird durch eines aus einer Vielzahl auf dem Markt erhältlicher Programme von Gerber, Lectra oder Polygon erzeugt.

Bedienereingabe in die Steuervorrichtung 60 wird durch Standardeingabevorrichtungen 64 bewerkstelligt, zu denen eine Tastatur oder eine Fernzeigervorrichtung gehört, wie bei­ spielsweise eine Maus oder ein Trackball. Die Fernzeigervorrichtung kann mehrere Tasten sowie den Trackball zum Bewegen eines Zeigers oder Indikators enthalten. Die Steuervor­ richtung enthält auch einen Bewegungssteuerer, wie beispielsweise einen DMC-600 von Galil zum Erzeugen der Bewegung von Brücke, Y-Schlitten und Schneider. Auf dem Markt verfügbare Software wird zur Hervorbringung der Bewegung des Schneiders längs eines Pfades in Abhängigkeit von Schneidbefehlen, die in der Datenbank gespeichert sind, ein­ gesetzt.

Der Fachmann versteht, daß die Steuervorrichtung 60 Software verwenden kann, um die Brücke 42, den Schneider 46, das Förderband (falls verwendet), alle kritischen Eingaben und Ausgaben, wie beispielsweise eine Notstop- und Schneidbeendigung und andere si­ cherheitsbezogene Funktionen, falls vorhanden, unter Verwendung eines Betriebssystems in der Steuervorrichtung direkt zu steuern.

Alternativ kann kommerziell verfügbare digitale Rechnersteuerung (CNC) zwischen den Peripherievorrichtungen, wie den Scannern und Digitalisierern und der Arbeitsstation vor­ gesehen sein, um die Vorrichtungen direkt zu steuern. CNC-Steuerer sind von vielen Zu­ lieferern umfangreich erhältlich, wie beispielsweise das Model 8400 von Alan Bradley (Cleveland, Ohio).

Die Steuervorrichtung 60 enthält auch ein Verschachtelungsprogramm oder ist mit einem solchen wirkungsmäßig verbunden. Das Verschachtelungsprogramm kann irgendeine der auf dem Markt verfügbaren Plattformen verwenden.

Die Steuervorrichtung 60 enthält eine Anzeigevorrichtung 66 zum Anzeigen des Bildes auf einer Kathodenstrahlröhre, einem Flüssigkristallschirm oder anderen Anzeigevorrichtungen. Die Anzeigevorrichtung ist dem Arbeiter zugänglich und ist vorzugsweise ausreichend groß und auflösend, um die Auflösung der erhaltenen Bilddaten ausnutzen zu können.

Datenbank

Die Datenbank enthält die Umfangsdaten der Teile P1, P2, P3, . . . sowie Kerb- und Bohrin­ formationen. D. h., die Datenbank enthält den Markierer. Die bevorzugte Ausrichtung der geschnittenen Teile oder Abfolgebefehle können ebenfalls in der Datenbank gespeichert sein sowie alle Qualitätsforderungen für das Flachmaterial, aus dem das Teil zu schneiden ist.

Die Datenbank wird aus einer Vielzahl von Eingabeeinrichtungen erzeugt, wie Digitalisie­ rer/Scanner, durch Bedienereingabe, Teiledesignparameter und Verschachtelungspro­ gramme. Es versteht sich, daß die Datenbank eine einzige Datenbank sein kann oder aus mehreren beschränkten Datenbanken oder Dateien bestehen kann. Alternativ kann die Datenbank aus mehreren miteinander vernetzten oder verbundenen Dateien bestehen.

Bildaufnahmesystem

Das Bildaufnahmesystem 80 enthält eine Kamera 82 und zugehörige Hardware und Soft­ ware zur Verarbeitung eines aufgenommenen Bildes. Die Kamera 82 ist mit der Brücke 42 und dem Schlitten 44 verbunden, um zusammen mit dem Schneider 46 beweglich zu sein. Speziell ist die Kamera 82 mit dem Y-Schlitten 44 verbunden und ist somit relativ nahe der Unterlage 20 und dem auf der Unterlage liegenden Flachmaterial 12 angeordnet. Die Ka­ mera 82 kann einen Abstand von etwa 7,5 cm bis etwa 75 cm von der Unterlage 20 haben. Ein bevorzugter Abstand beträgt etwa 40 cm von der Unterlage 20. Der jeweilige Abstand zwischen der Kamera 82 und der Unterlage 20 wird wenigstens teilweise von der speziellen Konstruktion der Schneidvorrichtung 40 und der zugehörigen Brücke bestimmt.

Da die Kamera 82 auf der Brücke 42 und dem Schlitten 44 und daher näher an dem Flachmaterial 12 angeordnet ist, als bei bekannten Systemen, verwendet die Kamera eine relativ weitwinklige Linse. Es reicht, wenn die Linse eine Fläche von etwa 38 × 30 cm des Flachmaterials auf der Unterlage aufnehmen kann, die etwa 40 cm Abstand von der Kame­ ra hat.

Die Kamera 82 ist eine leicht erhältliche Kamera mit einer Standardauflösung von 768 × 576 Pixel. Obgleich Kameras mit höherer Auflösung verwendet werden können, ermöglicht die vorliegende Konfiguration den Einsatz von relativ preiswerten Kameras zur Erstellung eines Abbildes relativ hoher Auflösung in einer wesentlich größeren Fläche. Eine bevor­ zugte Kamera 82 ist eine marktübliche Kamera von Typ Hitachi KP-M1E oder eine gleich­ wertige.

Da die Linse der Kamera 82 eine relativ weitwinklige Linse ist, erzeugt die Linse optische Verzerrungen aufgrund der kurzen Brennweite im Verhältnis zur Größe des abgebildeten Abschnitts. Dieses ist keine perspektivische "Verzerrung", die sich ergibt, wenn eine Kame­ ra geneigt ist, sondern eine echte optische Aberration. Gerade Linien erscheinen zu den äußersten Ecken des Bildes hingebogen oder davon weggebogen. Gerade Linien, die durch die Mitte des Bildes verlaufen, bleiben unbeeinträchtigt. Dieses wird manchmal "Ton­ nen"- oder "Kissen"-Verzerrung genannt. D. h., es tritt eine nichtlineare, geometrische Aber­ ration auf, bei der sich die Vergrößerung mit der Bildfeldhöhe ändert (d. h. keine Verzerrung in der Mitte), definiert im maximalen Bildfeld. Wenn das Abbild ein Kreuzgitter ist, ergibt eine positive Verzerrung einen Kisseneffekt, während eine negative Verzerrung einen Ton­ neneffekt ergibt. Die Kissenverzerrung ist bei der vorliegenden Erfindung von besonderer Bedeutung.

In der Steuervorrichtung 60 wird ein Bildaufnehmer zum digitalen Verarbeiten von Bilddaten verwendet. Der bevorzugte Bildaufnehmer enthält die Data Translation 3155, eine im Han­ del erhältliche Karte für Rechner.

In einer Konfiguration der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann ein Beleuchtungs­ system zusammen mit der Kamera 82 und Software verwendet werden. Das Beleuchtungs­ system schafft eine entweder gleichförmige oder bekannte Lichtintensität zum Beleuchten des Flachmaterials und insbesondere der örtlichen Abschnitte des Flachmaterials 12, die abgebildet werden.

Kalibrierung

Das vorliegende System enthält eine Kalibrierung zur Beseitigung der Verzerrung der auf­ genommenen Bilder von den Abschnitten des Flachmaterials 12. Speziell beseitigt die Kali­ brierung wenigstens die Kissenverzerrung und Helligkeitsverzerrung.

Wie die Fig. 4, 5 und 8 zeigen, ist zur Beseitigung der Kissenverzerrung ein Gitter 86 be­ kannter Abmessungen auf der Unterlage 20 angeordnet. Das bekannte Gitter 86 füllt einen betreffenden, abzubildenden Abschnitt der Unterlage 20 (Flachmaterial) aus. Das Bildauf­ nahmesystem 80 nimmt dann den relevanten Abschnitt des bekannten Gitters 86 an einer bekannten Stelle oder Abschnitt der Unterlage 20 auf. Das Kalibrierprogramm lokalisiert dann Quadrate 88 und die jeweiligen Mitten 90 der Quadrate. Das Kalibrierprogramm ver­ gleicht dann das aufgenommene Bild mit dem bekannten Gitter 86 für den betreffenden Ort des abgebildeten Abschnitts und kalibriert das aufgenommene Bild, um das bekannte Gitter wiederherzustellen.

Das bedeutet, wenn die Bilddaten aufgenommen werden, dann wird eine Kissenverzerrung in die Daten eingeführt. Das Kalibrierprogramm kalibriert die aufgenommenen Bilddaten, um die Verzerrungen zu korrigieren, und liefert eine exakte Korrespondenz zwischen den aufgenommenen Bilddaten und dem wirklichen Flachmaterial 12.

Außerdem kann das Kalibrierprogramm Helligkeitsverzerrungen der aufgenommenen Bild­ daten in Betracht ziehen. D. h., für ein gegebenes Beleuchtungssystem ist es typisch, daß das Licht über den Abschnitt des abgebildeten Flachmaterials nicht gleichförmig ist, und noch weniger über das gesamte, abzubildende Flachmaterial.

Bezug nehmend auf die Fig. 6 und 7 wird zur Beleuchtungskalibrierung ein Abbild bekann­ ter Intensität von Fig. 7 an einem gegebenen Ort auf der Unterlage abgebildet. Die Position in bezug auf die Unterlage wird aufgezeichnet. Dann wird das Kalibrierprogramm ausge­ führt, um eine gleichförmige Lichtintensität an dem betreffenden Ort oder dem Bereich der Unterlage zu schaffen. Das Kalibrierprogramm lernt so die relativ hellen und dunklen Stel­ len über die gesamte Unterlage sowie die örtlichen Abschnitte. Bei der Aufnahme der Bild­ daten für einen gegebenen Abschnitt stellt das Kalibrierprogramm die aufgenommenen Daten automatisch ein, um das Flachmaterial 12 auf Unterlage 20 exakt abzubilden.

Da die Steuervorrichtung 60 dann Zugang zu Bilddaten von Abschnitten des Flachmaterials 12 hat und den speziellen Ort der Bilddaten sowie den Bereich der betreffenden Bilddaten kennt, kann die Steuervorrichtung sogleich die kalibrierten Abschnitte ausrichten, um Sek­ tionen oder sogar das gesamte Flachmaterial als ein zusammengesetztes Bild 92 wieder­ herzustellen. Das zusammengesetzte Bild 92 wird sogleich dem Arbeiter auf der Anzeige­ vorrichtung gezeigt.

Betrieb

Im Betrieb wird ein Flachmaterial 12, wie beispielsweise eine Haut, auf der Unterlage ange­ ordnet. Die Brücke der Schneidvorrichtung 40, die die Kamera 82 trägt, wird über die Un­ terlage 20 bewegt, um die Kamera an einer gegebenen Stelle anzuordnen. Ein Bild des betreffenden Abschnitts wird dann von dem Bildaufnahmesystem 80 und der Steuervor­ richtung 60 erstellt. Die Bilddaten werden zusammen mit Ortsdaten des abgebildeten Ab­ schnitts aufgezeichnet. Wenn die Kamera 82 einen Bereich abbildet, der wesentlich kleiner als die Gesamtfläche der Haut ist, müssen mehrere Bilder gemacht werden, um die ge­ samte relevante Fläche des Flachmaterials 12 zu erfassen. D. h., weil die Kamera 82 eine Fläche von etwa 38 × 30 cm innerhalb einer Hautfläche aufnimmt, die etwa 150 × 3 m über­ spannen kann, werden mehrere Abschnitte 94 aufgenommen, wie in Fig. 3 gezeigt.

Das Bildaufnahmesystem 80 erfaßt Bilddaten einer ausreichend großen Zahl von Ab­ schnitten 94, um die relevante Fläche des Flachmaterials 12 abzudecken. Um sicherzu­ stellen, daß Verzerrungen nicht dazu führen, daß nicht ausreichend Daten erfaßt werden, werden die Abschnitte 94 des Flachmaterials 12 außerdem leicht überlappt. Der Umfang der Überlappung ist ausreichend, um das Fehlen von Daten zwischen benachbarten abge­ bildeten Abschnitten 94 im wesentlichen auszuschließen.

Das Kalibrierprogramm kalibriert dann jedes erfaßte Bild, um Kissenverzerrung zu korrigie­ ren und eine Platte 96 zu bilden. Die Platte 96 ist ein kalibriertes Bild eines Abschnitts des Flachmaterials 12. Der Umfang einer jeden Platte 96 repräsentiert daher exakt den wirkli­ chen, entsprechenden Abschnitt des Flachmaterials 12. Da der Umfang einer jeden Platte 96 exakt ist, richtet dann das Programm die jeweiligen Platten auf der Grundlage des auf­ gezeichneten Ortes der Kamera 82 im Augenblick der Aufnahme aus, wobei beachtet wird, daß ein durchgehendes Liniensegment benachbarte Platten durchgehend kreuzt. Abhängig von dem Programm können die Platten 96 beschnitten und ausgerichtet werden, um be­ nachbarte Platten aneinanderzustoßen. Alternativ können, wie rechts in Fig. 9 gezeigt, die Platten 96 ein vorbestimmtes Maß überlappt werden, wobei das Bild über die Überlappung zusammenhängend ist. Vorzugsweise ist, wie links in Fig. 9 gezeigt, jede Platte 96 auf eine Pixelauflösung genau eingestellt, so daß beim Ausrichten der Platten ein Pixel am Rand der einen Platte das nächstbenachbarte Pixel zum Rand einer benachbarten Platte ist.

Das Programm ist somit in der Lage, eine zusammengesetzte Darstellung 92 des gesamten Flachmaterials 12 aus mehreren Platten 96 zu erstellen, wobei jede Platte ein Abbild von weniger als der gesamten Fläche des Flachmaterials ist. D. h., das vorliegende System erfaßt Daten, die Untersektionen der gesamten relevanten Fläche darstellen, korri­ giert/kalibriert jede Untersektion, richtet dann die Untersektionen aus, um ein zusammen­ gesetztes Bild 92 zu erstellen, das das spezielle Flachmaterial 12 genau wiedergibt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform trägt das Kalibrierprogramm den Schwan­ kungen der Beleuchtungsintensität Rechnung und korrigiert die Intensität für jede Platte. Dieses kann vor oder nach dem Ausrichten der Platten zur Bildung des zusammengesetz­ ten Bildes getan werden.

Das zusammengesetzte Bild 92 wird dann dem Arbeiter auf der Anzeigevorrichtung 66 an­ gezeigt. Der Arbeiter kann dann nach Wahl Teilemuster aus dem Speicher aufrufen und die Teile auf dem zusammengesetzten Bild auf der Anzeigevorrichtung 66 anordnen. Nachdem er eine gewünschte Anordnung der Teile auf dem zusammengesetzten Bild 92 erhalten hat, kann der Arbeiter den Befehl geben, das Flachmaterial entsprechend zu zerschneiden.

Das vorliegende System sieht auch die Erkennung von Fehlern in dem Flachmaterial 12 vor. Wenn das Flachmaterial 12 auf der Unterlage 20 ausgebreitet ist, prüft der Arbeiter das Flachmaterial optisch und markiert die fehlerhaften Bereiche auf dem Flachmaterial. Eine Kreide- oder andere Markiervorrichtung, die von dem Bildaufnahmesystem 80 erkannt wer­ den kann, wird für diesen Zweck verwendet. Beim Aufnehmen der entsprechenden Ab­ schnitte und Kalibrieren der gebildeten Platte 96 enthalten die aufgenommenen Bilddaten somit Fehlerstellen und -typen, falls durch den Arbeiter in der beschriebenen Weise mar­ kiert. Die Fehlerinformation kann dann beim Anordnen der Teile auf der Darstellung des zusammengesetzten Bildes 92 berücksichtigt werden.

Es ist außerdem vorstellbar, daß eine weiter automatisierte Ausführungsart des Systems geschaffen werden kann. Insbesondere kann die Steuervorrichtung mit einem Randerken­ nungsprogramm oder Software ausgerüstet sein. Das Randerkennungsprogramm verar­ beitet das erfaßte und aus Platten bestehende Bild 92. Die Steuervorrichtung 60 kann somit die Umfangslinie des betreffenden Flachmaterials lernen. Das Verschachtelungsprogramm kann dann dazu verwendet werden, die notwendigen Teile auf der Haut innerhalb von de­ ren Rand anzuordnen.

Alternativ kann die Steuervorrichtung 60 eine Prüfung der vom Arbeiter gewählten Ver­ schachtelung ausführen. Wenn ferner Fehlerstellen vor dem Aufnehmen der betreffenden Bilder markiert werden, kann die Steuervorrichtung die Fehlerstellen sowie den Rand des Flachmaterials 12 automatisch identifizieren und die Teile in bezug auf ein spezielles Flachmaterial automatisch verschachteln.

Da bei dem vorliegenden System wenigstens ein Teil des Bildaufnahmesystems 80 auf der Schneidvorrichtung 40 angeordnet ist, ist eine Overhead-Brücke früherer Systeme nicht erforderlich. Das vorliegende System erfordert somit weniger Bauteil. Außerdem ist infolge der Kalibrierung der erfaßten Bilddaten vor dem Erstellen des zusammengesetzten Bildes 92 die Genauigkeit und Geschwindigkeit des Systems gesteigert.

Das vorliegende System bietet auch ein Abbild des Flachmaterials 12 von relativ hoher Auflösung, in dem mehrere Sektionen oder abschnitte des Flachmaterials aufgenommen werden und dann ein zusammengesetztes Bild erzeugt wird. Beispielsweise kann das Sy­ stem dazu verwendet werden, ein zusammengesetztes Abbild eines Flachmaterials zu er­ zeugen, das eine Fläche von 25 × 30 cm hat, oder sogar von einem bahnförmigen Flach­ material mit den Abmessungen 15 × 75 bis 100 cm. Das Verhältnis zwischen den Platten (Bildgrößen) und der Auflösung der Kamera ist so gewählt, daß die notwendige Detailauflö­ sung in Pixeln erreicht wird. Das System segmentiert oder zerlegt somit das Flachmaterial in mehrere Abschnitte, und jeder Abschnitt wird der verfügbaren Auflösung aufgenommen, kalibriert und mit benachbarten Platten 96 zusammengefügt, um das zusammengesetzte Abbild zu ergeben. Das zusammengesetzte Abbild 92 hat somit eine wesentlich höhere Auflösung, als mit derselben Kameraauflösung zuvor erzielbar war.

Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, erkennt man doch, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen daran vom Fach­ mann vorgenommen werden können, wenn er die Erfindung verstanden hat. Es sollen da­ her alle solche Änderungen und Modifikationen vom Schutzumfang der anhängenden An­ sprüche mit umfaßt sein.

Claims (3)

1. Verfahren zum Anzeigen eines Abbildes eines Flachmaterials (12) und zum Aus­ schneiden von Teilen (P1, P2, P3, . . .) aus dem Flachmaterial (12), gekennzeichnet durch die Schritte:
Auflegen des Flachmaterials (12) auf eine Unterlage (20);
Erfassen von mehreren digitalisierten, optisch verzerrten Bilddatenrahmen, die je­ weils einen anderen Abschnitt des Flachmaterials (12) repräsentieren,
Kalibrieren der erfaßten Bilddatenrahmen, um Bildverzerrungen der erfaßten Bild­ daten zu korrigieren, um kalibrierte Bilddaten der genannten Abschnitte des Flach­ materials (12) zu erzeugen;
Anordnen der kalibrierten Bilddaten in einer Steuervorrichtung (60) zur Bildung eines elektronischen, zusammengesetzten Abbildes (92), das eine Fläche hat, die größer als die Fläche jedes der Abschnitte ist,
automatisches Verschachteln wenigstens eines Teils (P1; P2; P3 . . .), das eine Fläche hat, die größer als die Fläche eines jeden Abschnitts und kleiner als die Fläche des zusammengesetzten Abbildes ist, mit Hilfe der Steuervorrichtung (60) innerhalb des zusammengesetzten Abbildes (92), und
Führen einer Schneidvorrichtung (40) unter Einsatz der Steuervorrichtung (60), um das wenigstens eine Teil (P1; P2; P3 . . .) aus dem Flachmaterial (12) entsprechend der genannten Verschachtelung auszuschneiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachmaterial (12) auf Fehlerstellen überprüft wird und bei Vorhandensein von Fehlerstellen in dem Flachmaterial (12) diese innerhalb der Bilddatenrahmen identifiziert und beim auto­ matischen Verschachteln der Teile (P1, P2, P3, . . .) berücksichtigt werden.

3. Vorrichtung zum Schneiden von Teilen (P1, P2, P3, . . .) aus einem Flachmaterial (12), enthaltend eine Auflage (20), eine Schneidvorrichtung (40), die mit der Auflage (20) verbunden und bezüglich der Auflage (20) verfahrbar ist, eine Bildaufnahmevorrich­ tung (80) zum Erhalten von Bilddaten des Flachmaterials (12) auf der Unterlage (20), eine Steuervorrichtung (60), die mit der Bildaufnahmevorrichtung (80) und der Scheidvorrichtung (40) verbunden ist, und eine Bildanzeigevorrichtung (66), die mit der Steuervorrichtung (60) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (80) mit der Schneidvorrichtung (40) zu gemeinsamer Bewegung verbunden ist und die Bildaufnahmevorrichtung (80) so ausgewählt ist, daß Bilddaten in mehreren Rahmen erhalten werden, von denen jeder Rahmen mehrere Pixel in X-Richtung und mehrere Pixel in dazu senkrechter Y-Richtung ent­ hält; und daß eine Einrichtung zum Kalibrieren der Bilddaten und eine Einrichtung zum Kombinieren der kalibrierten Bilddaten, um ein zusammengesetztes Abbild (92) von wenigstens einem Abschnitt des Flachmaterials (12) zu erhalten, vorhanden sind und die Bildanzeigevorrichtung (66) dazu eingerichtet ist, das zusammenge­ setzte Abbild (92) anzuzeigen.