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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung von im Wesentlichen
plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise Blechen.
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Aus
der Druckschrift
EP
1 342 527 A1 ist bereits eine derartige Schneidevorrichtung
bekannt, bei der ein Schneidewerkzeug an einem den Schneidetisch überspannenden
Träger mittels eines Wagens verfahrbar ist. An einem mit
dem Wagen verbundenen Fuß ist eine einzige CCD-Kamera angeordnet, welche
dazu dient, Bilddaten von dem gesamten Schneidebereich aufzunehmen.
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Bei
der Verarbeitung von plattenförmigen Werkstücken,
z. B. Blechtafeln, entstehen oft Reststücke (Restbleche),
welche eine beliebige äußere Geometrie und innere
Ausschnitte, d. h. eine beliebige Kontur aufweisen können.
Im Zuge einer effizienten Materialverarbeitung sollen aus diesen
Werkstücken noch möglichst viele und große
weitere Teile ausgeschnitten werden. Diese weitere Verwendung der
Restbleche im Schneidebetrieb erfordert eine Vermessung der Kontur
und/oder der Abmessungen der Werkstücke einschließlich
ggf. vorhandener Ausschnitte mit einer hohen Genauigkeit, um automatisch
weitere ausschneidbare Teile auf dem Restblech anordnen zu können.
Eine manuelle Vermessung mit ausreichender Genauigkeit ist wegen
des hierfür erforderlichen hohen Zeitaufwandes nicht rentabel.
Daher werden solche Restbleche oft nicht weiter verwendet, sondern
mit Wertverlust als Schrott zurückgeführt und
eingeschmolzen.
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Die
in der Druckschrift
EP
1 342 527 A1 beschriebene Vorrichtung ermittelt durch Integration von
Bilddaten eines Erfassungsbereichs ein Gesamtbild eines Werkstücks.
Auf Grundlage dieser Daten werden durch Zuordnungsmittel auto matisch
Abbildungen noch aus dem jeweiligen Werkstück ausschneidbarer
Stücke diesem Werkstück zugeordnet, wobei diese
Zuordnung und die ermittelten Bilddaten des Werkstücks
nachträglich mittels manueller Eingaben überarbeitet
werden kann.
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Die
nach der
EP 1 342 527
A1 durchgeführte Verarbeitung von Restblechen
ist vergleichsweise ungenau und zeitaufwändig, da der gesamte
Erfassungsbereich lediglich mittels einer Kamera erfasst wird und
die von der Kamera erzeugten Bilder anschließend noch weiterverarbeitet
und integriert werden müssen. Zudem ist auf Grund der Verschiebung der
Kamera während des Erfassens die Genauigkeit nicht zufriedenstellend
und ein häufiges manuelles Eingreifen erforderlich. Ferner
ist durch die Verwendung lediglich einer Kamera der Messbereich
begrenzt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine Schneidevorrichtung
zu schaffen, die automatisch und in kurzer Zeit die Vermessung eines
Werkstücks mit hoher Genauigkeit durchführen kann.
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Die
obige Aufgabe wird durch eine Schneidevorrichtung gemäß Anspruch
1 gelöst. Insbesondere weist die erfindungsgemäße
Schneidevorrichtung ein an einem vorzugsweise U-förmigen
Träger angeordnetes Schneidewerkzeug auf, wobei der Träger
einen Schneidetisch überspannt, auf dem mindestens ein Werkstück
positionierbar und mit dem Schneidewerkzeug bearbeitbar ist, und
wobei der Träger in eine Längsrichtung bewegbar
ist. Ferner ist eine optische Erfassungseinrichtung vorgesehen,
welche Bilddaten eines Erfassungsbereichs erzeugt, wobei die optische
Erfassungseinrichtung zumindest zeitweise zur Erzeugung der Bilddaten
an dem Träger festgelegt und zusammen mit diesem bewegbar
ist und mindestens zwei an einem fest vorgegebenen Abstand angeordnete
Kameras, vorzugsweise CCD-Kameras, aufweist. Zudem ist an der erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung vorge sehen,
welche aus den von der optischen Erfassungseinrichtung erhaltenen Bilddaten
zweidimensional eine Abmessung und/oder eine Kontur des mindestens
einen Werkstücks, das in dem Erfassungsbereich angeordnet ist,
einschließlich ggf. vorhandener Ausschnitte zumindest in
einer vorbestimmten Ebene oberhalb des Schneidetischs, insbesondere
im Bereich des Werkstücks, ermittelt.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
besteht darin, den Erfassungsbereich mit hoher Genauigkeit und in
kurzer Zeit zu erfassen und somit die Verwertung von Restblechen
kostengünstig durchzuführen. Insbesondere ist
zwischen der Messung und dem anschließenden Schneiden keine
mechanische Bewegung des Werkstücks erforderlich, da das
Schneidewerkzeug ebenfalls an dem Träger angeordnet ist
und mit diesem bewegt werden kann. Hierdurch können zusätzliche
Ungenauigkeiten durch Bewegung und anschließender Neupositionierung
des Werkstücks in dem Schneidebereich vermieden werden.
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In
einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung sind die optische Erfassungseinrichtung und
das Schneidewerkzeug auf ein und dasselbe Koordinatensystem kalibriert.
Bei der Auswertung der Bilddaten durch die Datenverarbeitungseinrichtung
werden diese demzufolge bereits in dem Koordinatensystem des Schneidewerkzeugs
angegeben, so dass die gemessenen Bilddaten bzw. die von der Datenverarbeitung
ermittelten Kontur- und/oder Abmessungsdaten bereits im Zielkoordinatensystems
des Schneidewerkzeugs vorliegen. Diese Vorgehensweise ist vorteilhaft,
da einerseits die Ansteuerung des Schneidewerkzeugs zur weiteren
Bearbeitung des Werkstücks vereinfacht und andererseits
Rechenfehler bei der Ermittlung noch herausschneidbarer Teile aus
dem Werkstück verringert werden.
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Es
ist weiterhin von Vorteil, wenn in einem weiteren Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung die
mindestens zwei Kameras derart angeordnet sind, dass jeder Punkt
des Erfassungsbereichs durch mindestens zwei Kameras beobacht wird.
Die erfindungsgemäße Schneidevorrichtung ist demnach
derart ausgebildet, dass sich die Sichtbereiche der mindestens zwei
vorgesehenen Kameras überlappen. Jeder Punkt des Erfassungsbereichs
wird daher von zwei Kameras und, da die Kameras in einem bestimmten,
vorgegebenen und bekannten Abstand voneinander angeordnet sind,
von jeder Kamera aus einer unterschiedlichen Richtung erfasst. Hierdurch
werden Bilddaten generiert, die jeweils stereoskopische Halbbilder
darstellen und mittels bekannter Methoden der Stereoskopie eine
zusätzliche Auswertung der Bilddaten in Bezug auf Höhenrichtung,
d. h. die Richtung senkrecht zur Ebene des die Auflage des Werkstücks
ausbildenden Bereichs des Schneidetischs, erlauben. Aus diesen Höheninformationen
kann die Erkennung der tatsächlich vorliegenden Kanten
des Werkstücks prozesssicherer als bei einer reinen zweidimensionalen, nicht
stereoskopischen Erfassung mit lediglich einer Kameraaufnahme pro
Bildpunkt erfolgen. Insbesondere können die Konturen des
unter dem Werkstück angeordneten Schneidetischs von den
Konturen des Werkstücks unterschieden werden, da sie sich
an einer anderen Position in Höhenrichtung (z-Richtung) befinden.
Die Konturen und/oder Abmessungen des Werkstücks können
bei diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung dreidimensional bestimmt werden. Durch dieses
besondere Vorgehen wird eine Genauigkeit bei der Ermittlung der
Abmessungen und/oder Konturen des Werkstücks von mindestens
1 mm erreicht.
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In
einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
erfasst die optische Erfassungseinrichtung den Erfassungsbereich
quer zur Längsrichtung zeilenweise. Entsprechend sind mehrere
Kameras in einer Zeile angeordnet. Durch die zeilenweise Abtastung
des Erfassungsbereichs quer zur Längsrichtung ist eine
beliebige Verlängerung des Erfassungsbereichs in Längsrichtung
jederzeit möglich und erfordert lediglich wenig aufwendige
Anpassungen der Software der Datenverarbeitungseinrichtung.
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In
einem weiteren Ausbildungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung ist vorzugsweise am Ende der Strecke in Längsrichtung, entlang
der der Träger bewegbar ist, eine Halteeinrichtung angeordnet,
auf der die optische Erfassungseinrichtung während Zeiten,
in denen die optische Erfassungseinrichtung nicht arbeitet, vorzugsweise
während der Betätigung des Schneidwerkzeugs, in
einer Parkposition anordnenbar ist. Besonders bevorzugt weist die
Halteeinrichtung eine Schutzeinrichtung auf, welche in der Parkposition
der optischen Erfassungseinrichtung eine Beleuchtungsöffnung
der optischen Erfassungseinrichtung abdeckt. Bei einer derart ausgestalteten
Schneidevorrichtung liegt die optische Erfassungseinrichtung während des
normalen Schneidebetriebs in der Parkposition auf einer Halteeinrichtung
(Ablage), welche beispielsweise durch zwei ortsfeste Ständer
am Ende der Laufbahn ausgebildet ist. Die Schutzeinrichtung dichtet
in der Parkposition die sonst im unteren Bereich der optischen Erfassungseinrichtung
angeordneten offenen Beleuchtungsschacht ab, so dass durch diesen
Beleuchtungsschacht kein Schmutz, Staub oder sonstige Verunreinigungen
in die optische Erfassungseinrichtung eindringen können,
welche die von der optischen Erfassungseinrichtung erzeugten Bildqualität
verringern könnten.
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Es
ist weiter bevorzugt, wenn die optische Erfassungseinrichtung und
der Träger jeweils Positioniermittel, vorzugsweise die
optische Erfassungseinrichtung mindestens zwei zumindest abschnittsweise
kegelförmige Zapfen und der Träger mindestens
zwei entsprechende abschnittsweise kegelförmige Ausnehmungen,
aufweist, welche in der Betriebsposition in Zusammenwirkung die
der Kalibrierung entsprechende genaue Positionierung der optischen
Erfassungseinrichtung an dem Träger ermöglichen.
Durch die Positioniermittel ist gewährleistet, dass die
optische Erfassungseinrichtung sehr genau in der Betriebsposition,
d. h. in der Position, in der die optische Erfassungseinrichtung
zur Ermittlung von Bilddaten des Erfassungsbereichs bereit ist,
an dem Träger ent sprechend der zuvor vorgenommenen Kalibrierung
angeordnet werden kann. Insbesondere dann, wenn die optische Erfassungseinrichtung
und das Schneidewerkzeug auf dasselbe Koordinatensystem kalibriert
sind, ist diese Maßnahme von Vorteil und gewährleistet
eine sehr hohe Genauigkeit bei der Restblechverwertung. Bei der
bevorzugten Ausführungsform, bei der die Positioniermittel
aus zumindest abschnittsweise kegelförmigen Zapfen und
entsprechenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen
Ausnehmungen bestehen, können auch dann, wenn der Transport
der optischen Erfassungseinrichtung von der Parkposition in die
Betriebsposition nicht sehr präzise erfolgt, kleinere Positionierungsabweichungen
ausgeglichen werden, da die kegelförmigen Abschnitte eine
Selbstzentrierung der zusammenwirkenden Elemente bewirken.
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Es
ist weiterhin von Vorteil, wenn die optische Erfassungseinrichtung
mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Antriebs von der
Betriebsposition in die Parkposition und wieder zurück
bewegbar ist. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind pneumatische Zylinder an der Halteeinrichtung vorgesehen, welche
eine Bewegung der optischen Erfassungseinrichtung bewirken. Zum Ablegen
der optischen Erfassungseinrichtung in der Parkposition verfährt
der Träger in Parkposition bezüglich der Komponente
in Längsrichtung (y-Richtung), so dass diese dann lediglich
durch Heben und Senken, angetrieben durch den integrierten, pneumatischen
Zylinder von der Halteeinrichtung hinsichtlich der Komponente in
Höhenrichtung (z-Richtung) aus der Parkposition in die
Betriebsposition bewegt werden kann. Hierbei greifen in der Betriebsposition die
mechanischen Positioniermittel der optischen Erfassungseinrichtung
in die Positioniermittel des Trägers ein.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das von der optischen
Erfassungseinrichtung aufgenommene Licht auf dem Weg zu jeder der
mindestens zwei Kameras zweifach umgelenkt. Diese Maßnahme
ermöglicht eine Platz sparende flache Ausführung
der optischen Erfassungseinrichtung.
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Um
eine hohe Genauigkeit bei der Ermittlung der Abmessung und/oder
der Kontur des Werkstücks oder der Werkstücke
zu erzielen, ist die optische Erfassungseinrichtung dreidimensional,
vorzugsweise mittels eines dreistufigen Kalibriertargets, kalibriert. Ein
stufiges Kalibriertarget ist ein treppenförmiges Gebilde,
hier mit vorzugsweise drei Stufen, wobei jede Stufe auf der Oberfläche
mit einem definierten Muster versehen ist, das vorzugsweise auf
jeder Ebene verschieden ist. Durch Verwendung von Mustern auf der
Stufen-Oberfläche kann jedes Bild des Kalibriertargets,
das zur Kalibrierung der optischen Erfassungseinrichtung dient,
der jeweiligen Abbildungsebene (Treppenebene) zugeordnet werden. Als
ein derartiges Muster kann beispielsweise ein Quadrat gewählt
sein, in das Kreise eingeschrieben sind.
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Eine
besonders einfache Bewegung des Trägers wird dadurch ermöglicht,
dass der Träger auf zwei seitlich des Schneidetischs angeordneten,
in Längsrichtung parallel zueinander verlaufenden Laufschienen
beweglich geführt ist.
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Weitere
Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen
und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung,
auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den einzelnen
Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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Es
zeigen schematisch:
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1 eine
erfindungsgemäße Schneidevorrichtung in einer
Ansicht von hinten, bei der sich die optische Erfassungseinrichtung
in Betriebsposition befindet,
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt aus 1,
der dort mit A gekennzeichnet ist,
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3 die
erfindungsgemäße Schneidevorrichtung gemäß 1 in
einem Längsschnitt entlang der Linie C-C (siehe 1),
bei der die optische Erfassungseinrichtung in Parkposition angeordnet
ist,
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4 einen
vergrößerten Ausschnitt aus 3,
der dort mit B gekennzeichnet ist,
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5 einen
Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
Schneidevorrichtung gemäß 1,
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6 die
optischen Erfassungseinrichtung der erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung gemäß 1 in einer
Ansicht von oben und
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7 die
elektronischen Komponenten der erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung gemäß 1 und den
Datenfluss zwischen den Komponenten.
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Das
in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schneidevorrichtung weist einen U-förmigen Träger
(Portal) mit einem Querbalken 1 und zwei Seitenwangen 2 auf,
welche den Querbalken 1 jeweils seitlich stützen. An
dem Querbalken 1 ist ein Werkzeugwagen 3 angeordnet,
der an dem Querbalken 1 in Querrichtung (x-Richtung) verfahrbar
ist. An dem Werkzeugwagen 3 ist ein Schneidewerkzeug 4 befestigt,
das mit einer an dem Werkzeugwagen 3 angeordneten Höhenverstellung 5 in
Höhenrichtung (z-Richtung) verschiebbar ist.
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An
jeder Seitenwange 2 ist eine sich im Wesentlichen in x-Richtung
erstreckende, nach innen zeigende Halteplatte 7 befestigt,
welche jeweils eine kegelförmige Ausnehmung 8 zur
Anordnung einer optischen Aufnahmeinrichtung 9 (Scanner)
mittels eines kegelförmigen Zapfens 10 aufweist.
Die Längsachse jedes Zapfens 5 erstreckt sich
in Richtung der z-Achse. In der in 1 dargestellten
Betriebsposition der optischen Erfassungseinrichtung 9 ist
der kegelförmige Zapfen 10 in der kegelförmigen
Ausnehmung 8 der Halteplatte 7 angeordnet.
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Die
optische Erfassungseinrichtung 9 hat, wie besonders deutlich
in 6 erkennbar ist, eine Quaderform. In Höhenrichtung
(z-Richtung) weist die Erfassungseinrichtung 9 die kleinste
Abmessung auf, so dass sie ein flaches Erscheinungsbild hat, das
besonders Platz sparend ist. Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung weist
in der optischen Erfassungseinrichtung 9 vier nebeneinander
angeordnete CCD-Kameras 13 auf, welche jeweils, um einen
einfachen Austausch zu ermöglichen, mittels einer angeschraubten
Deckplatte 14 abgedeckt sind. Wie aus dem in 5 gezeigten
Längsschnitt hervorgeht, wird das von der Beleuchtungseinrichtung 15 zu
jeder Kamera 13 erzeugte und von dem auf dem Schneidetisch 16 angeordneten
Werkstück 17 reflektierte Licht mittels zweier
Umlenkvorrichtungen (beispielsweise Spiegel, nicht dargestellt)
zweimal umgelenkt und fällt dann in die jeweilige CCD-Zeilenkamera 13.
Die Beleuchtungseinrichtung 15 setzt sich aus einer Kombination
von vier jeweils paarweise parallel angeordneten hoch frequenten
Leuchtstoffröhren zusammen. Der Weg des Lichts von dem
Werkstück 17 zur jeweiligen Kamera 13 ist
in 5 mit einer gestrichelten Linie 18 angedeutet.
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Das
auf dem Schneidetisch 16 aufliegende Werkstück 17 ist
im Wesentlichen quaderförmig gestaltet. Die 3 und 5 zeigen,
dass das Werkstück 17 einen im Wesentlichen kreisförmigen
Ausschnitt 19 aufweist, der von der optische Erfassungseinrichtung 9 ebenfalls
erfasst wird. Mittels der erfindungsge mäßen Schneidevorrichtung
können beliebig geformte plattenförmige Werkstücke
erfasst und bearbeitet werden, welche beliebig geformte Ausschnitte
aufweisen.
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Während
des Schneidebetriebs, in der die optische Erfassungseinrichtung 9 nicht
benötigt wird, liegt diese in einer Parkposition auf einer
Halteeinrichtung auf, welche durch zwei ortsfeste Ständer 20 gebildet
wird. Die Ständer 20 sind am Ende der sich in
Längsrichtung (y-Richtung) erstreckenden Laufbahn des Trägers
angeordnet. An einem Bein jedes Ständers 20 ist
jeweils ein Pneumatikzylinder 21 vorgesehen. Jeder Pneumatikzylinder 21 ist
mit einer Hubwelle 22 verbunden, welche in einer bestimmten, ausgefahrenen
Position am gegenüber liegenden Fuß 23 der
optischen Erfassungseinrichtung 9 anliegt und diese hierdurch
in Höhenrichtung (z-Richtung) auf und ab bewegen kann.
Durch den Pneumatikzylinder ist somit eine Bewegung der optischen
Erfassungseinrichtung 9 von der Parkposition, in der die
optische Erfassungseinrichtung 9 auf den in Längsrichtung
(y-Richtung) verlaufenden Ständern 20 aufliegt,
in eine Betriebsposition bewegbar, in der die optische Erfassungseinrichtung 9 auf
den Halteplatten 7 der Seitenwangen 2 aufliegt
und in der die Erfassung des auf den Schneidetisch 16 angeordneten
Werkstücks 17 durchführbar ist.
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In
der Parkposition wird die unten an der optischen Erfassungseinrichtung 9 angeordnete Öffnung 25,
aus der das Licht der Beleuchtungseinrichtung 15 austritt,
mittels einer Schutzeinrichtung 27 abgedeckt. Hierfür
weist die Schutzeinrichtung insbesondere eine Dichtung 28 auf,
welche in der Parkposition der optischen Erfassungseinrichtung 9 die Öffnung 25 entlang
ihres gesamten Randbereichs abdichtet. Die Schutzeinrichtung 27 mit
der dazugehörigen Dichtung erstreckt sich im Wesentlichen über
die gesamte Breite der optischen Erfassungseinrichtung 9 in
x-Richtung und weist einen im Wesentlichen trapezförmigen
Querschnitt auf. Die Schutzeinrichtung 27 mit der Dichtung 28 ist
derart angeordnet, dass sie bei Auflage der optischen Erfassungseinrichtung 9 dicht
an dieser anliegt, so dass keinerlei Verschmutzungen, die vor allem
während des Schneidevorgangs entstehen, in die optische
Erfassungseinrichtung 9 eindringen können.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die optische Erfassungseinrichtung
dauerhaft fest mit dem Träger (Portal) verbunden sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die optische Erfassungseinrichtung
dauerhaft in der Betriebsposition angeordnet.
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Der
U-förmige Träger mit dem Querbalken 1 und
den Seitenwangen 2 ist auf einer Laufeinrichtung angeordnet,
welche sich in Längsrichtung entlang einer Laufbahn 31 bewegt,
die vorzugsweise als Schiene ausgestaltet ist. Die Laufbahnen 31 sind
jeweils seitlich des Schneidetischs 16 angeordnet.
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7 zeigt
eine Prinzipskizze der elektronischen Komponenten der erfindungsgemäßen
Schneideeinrichtung. Die optische Erfassungseinrichtung 9 mit
den Kameras 13 übermittelt die erhaltenen Bilddaten
an eine Bild-Datenerfassungseinrichtung 35, welche diese
Daten wie unten beschrieben weiter verarbeitet. Die Bild-Datenerfassungseinrichtung 35 ist
mit einer Maschinensteuerung 36 verbunden, welche das Schneidewerkzeug 4 steuert.
Beide Einrichtungen 35, 36 tauschen Bilddaten
miteinander aus. Ferner weist die Schneideeinrichtung eine Positionserfassungseinrichtung 37 auf,
welche die Position des Trägers 1, 2 in
y-Richtung ermittelt. Die Positionsdaten werden einerseits an die
Bild-Datenerfassungseinrichtung 35 und andererseits an
die Maschinensteuerung 36 übermittelt.
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Zur
Erfassung und Bearbeitung des auf dem Schneidetisch 16 aufliegenden
Werkstücks (Restblech) 17 wird die optische Erfassungseinrichtung (Scanner) 9 zunächst
in die Betriebsposition gebracht. Nun wird der Träger (Portal)
entlang der Laufbahnen 31 über die gesamte Länge
in Längsrichtung (y-Richtung) des vorher definierten Erfassungsbereichs
bewegt. Gleichzeitig erfasst der Scanner 9 mit den vier
Kameras 13 zeilenweise Rasterbilder des Erfassungsbereichs.
Alle so erzeugten Bilder werden dann zu der Bild-Datenverarbeitungseinrichtung (Auswerterechner) 35 übertragen,
die aus allen erzeugten Bildern des Erfassungsbereichs die Abmessungen
und/oder Konturen des im Erfassungsbereich angeordneten Werkstücks 17 einschließlich
des Ausschnitts 19 berechnet. Da jeder Punkt des Erfassungsbereichs
durch mindestens zwei Kameras 13 erfasst wurde, können
bei der Berechnung der Abmessungen und/oder Konturen des Werkstücks 17 stereoskopische
Methoden angewendet werden, um Informationen über die Abmessungen
und/oder Konturen des Werkstücks 17 auch in Höhenrichtung (z-Richtung)
zu erhalten. Die aus den Bilddaten ermittelten dreidimensionalen
Abmessungs- und/oder Konturdaten des Werkstücks 17 werden
datentechnisch in geeigneter Weise dargestellt, so dass eine Weiterverarbeitung
dieser Daten durch Maschinensteuerung 36 erfolgen kann.
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Es
können in dem Erfassungsbereich des Schneidetischs 16 auch
mehrere Werkstücke 17 angeordnet sein, die gemeinsam
durch die Erfassungseinrichtung erfasst und deren Abmessungen und/oder
Konturen gemeinsam durch die Bild-Datenverarbeitungseinrichtung 35 ermittelt
werden.
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Im
Einzelnen werden die folgenden Schritte nacheinander ausgeführt:
- – Das mindestens eine zu bearbeitende
Werkstück 17 wird in den Erfassungsbereich der Schneidemaschine
eingelegt.
- – Der Träger 1, 2 mit Scanner 9 in
Betriebsposition wird vor den Anfang des Erfassungsbereichs an eine
Position y < 0
verfahren.
- – In der Maschinensteuerung 36 wird das Kommando
für den Start der optischen Erfassung des Werkstücks 17 erzeugt.
- – Die Maschinensteuerung 36 versetzt die Bild-Datenverarbeitungseinrichtung 35 über
eine Netzwerkverbindung in Messbereitschaft.
- – Die Maschine verfährt den Träger 1, 2 in +y-Richtung.
- – Bei Erreichen der Position y = 0 überträgt
die Maschinensteuerung 36 das Startkommando zur Erfassungseinrichtung 9.
- – Die Bild-Datenverarbeitungseinrichtung 35 liest über
die Positionsmesseinrichtung 37 der Schneidevorrichtung
die aktuelle y-Position des Trägers 1, 2 und
liest alle 0,3 mm eine Bildzeile aus den vier Kameras 13 aus.
- – Nach Erreichen des Endes des Erfassungsbereichs übermittelt
die Maschinensteuerung 36 das Kommando ”Scanende” an
die Bild-Datenverarbeitungseinrichtung 35.
- – Die Bild-Datenverarbeitungseinrichtung 35 setzt die
gelesenen Zeileninformationen zu einem Gesamtbild zusammen.
- – Mittels der Bild-Datenverarbeitungseinrichtung 35 wird
das Gesamtbild analysiert und die Konturen (Innen- und Außenkonturen)
des mindestens einen auf den Schneidetisch 16 aufgelegten Werkstücks 17 werden
ermittelt.
- – Aus den analysierten Daten werden durch die Bild-Datenverarbeitungseinrichtung 35 die
Konturen des Werkstücks 17 als DXF File berechnet und
der Maschinensteuerung 36 zur Verfügung gestellt.
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Für
die weitere Verarbeitung der Konturendaten können zwei
Wege (a) oder b)) eingeschlagen werden:
- a)
– Die
Konturendaten des Werkstücks 17 werden direkt
an die Maschinensteuerung 36 geleitet.
– Auf
der Maschinensteuerung 36 legt der Maschinenbediener die
zu schneidenden Elemente mittels grafischem Editor direkt in die
Konturen des Werkstücks 17.
– Der
Maschinenbetreiber startet das Schneiden des mindestens einen Werkstücks 17,
das nach dem Erfassen durch den Scanner 9 in seiner Position
nicht verändert wurde, durch Betätigen der Maschinensteuerung 36.
- alternativ b)
– Die Konturendaten des Werkstücks 17 werden an
ein externes Offline-Programmiersystem (nicht dargestellt) mit erweiterten
Möglichkeiten hinsichtlich automatischer Schneideprogrammerstellung
gegenüber der Maschinensteuerung 36 geleitet.
– Am
Programmiersystem werden die zu schneidenden Elemente automatisch
oder manuell auf den Bereich des Werkstücks 17 innerhalb
der Konturen gelegt.
– Das Programmiersystem erzeugt
ein Schneideprogramm, das an die Maschinensteuerung 36 übertragen
wird.
– Der Maschinenbetreiber startet das Schneiden des
mindestens einen Werkstücks 17, das nach dem Erfassen
durch den Scanner 9 in seiner Position nicht verändert
wurde, durch Betätigen der Maschinensteuerung 36.
-
- 1
- Querbalken
- 2
- Seitenwange
- 3
- Werkzeugwagen
- 4
- Schneidewerkzeug
- 5
- Höhenverstellung
- 7
- Halteplatte
- 8
- kegelförmige
Ausnehmung
- 9
- optische
Erfassungseinrichtung (Scanner)
- 10
- kegelförmiger
Zapfen
- 13
- CCD-Kamera
- 14
- Deckplatte
- 15
- Beleuchtungseinrichtung
- 16
- Schneidetisch
- 17
- Werkstück
- 18
- Strahlengang
- 19
- Ausschnitt
- 20
- Ständer
- 21
- Pneumatikzylinder
- 22
- Hubwelle
- 23
- Fuß der
optische Erfassungseinrichtung 9
- 25
- Öffnung
- 27
- Schutzeinrichtung
- 28
- Dichtung
- 29
- Ständer
der Schutzeinrichtung
- 30
- Laufeinrichtung
- 31
- Laufbahn
- 35
- Bild-Datenverarbeitungseinrichtung
- 36
- Maschinensteuerung
- 37
- Positionsmesseinrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1342527
A1 [0002, 0004, 0005]