DE102014009580A1 - Method and device for creating a pattern for a workpiece and workpiece - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen gebildeten Musters für ein Werkstück umfasst einen Schritt des Bestimmens (330) einer Hilfskontur, die eine Kontur für das Muster umschließt, wobei die Hilfskontur größer als die Kontur ist, einen Schritt des Ermittelns (332) von innerhalb der Hilfskontur angeordneten Positionen von Einzelstrukturen, durch die eine Struktur innerhalb der Hilfskontur ausgebildet wird sowie einen Schritt des Auswählens (334) von sich innerhalb der Kontur befindlichen Positionen als Positionen der das Muster bildenden Einzelstrukturen.A method for creating a pattern of a workpiece formed by individual structures comprises a step of determining (330) an auxiliary contour that encloses a contour for the pattern, wherein the auxiliary contour is larger than the contour, a step of determining (332) from within Auxiliary contour arranged positions of individual structures, through which a structure is formed within the auxiliary contour and a step of selecting (334) located within the contour positions as positions of the pattern forming individual structures.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen eines Musters für ein Werkstück, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und auf ein Werkstück, wie beispielsweise eine Schallschutzverkleidung.The present invention relates to a method for producing a pattern for a workpiece, to a corresponding device and to a corresponding computer program product and to a workpiece, such as, for example, a soundproofing panel.

Eine Oberfläche eines Werkstücks kann unter Verwendung von Laserstrahlen oder einem mechanischen Werkzeug mit einem aus Löchern gebildeten Muster versehen werden.A surface of a workpiece may be provided with a pattern formed by holes using laser beams or a mechanical tool.

Die US 2009/0013530 A1 beschreibt ein Verfahren, mit dem eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen in einer Wand produziert werden.The US 2009/0013530 A1 describes a method by which a plurality of outflow openings are produced in a wall.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Erstellen eines Musters für ein Werkstück, eine verbesserte Vorrichtung zum Erstellen eines Musters für ein Werkstück sowie ein verbessertes Werkstück gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention proposes an improved method for producing a pattern for a workpiece, an improved device for producing a pattern for a workpiece and an improved workpiece according to the main claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Ein Muster kann aus einer Struktur gebildet werden, die sich wiederum aus Einzelstrukturen zusammensetzt. Ein solches Muster kann vorteilhaft erstellt werden, wenn zunächst eine die Kontur umfassende Hilfskontur mit der Struktur ausgefüllt wird und anschließend die sich innerhalb der Kontur des Musters befindlichen Positionen von Einzelstrukturen zum Erstellen des Musters verwendet werden.A pattern can be formed from a structure, which in turn is composed of individual structures. Such a pattern can advantageously be created if first a contour comprising the auxiliary contour is filled with the structure and then the positions of individual structures located within the contour of the pattern are used to create the pattern.

Ein Verfahren zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen gebildeten Musters für ein Werkstück umfasst die folgenden Schritte:
Bestimmen einer Hilfskontur, die eine Kontur für das Muster umschließt, wobei die Hilfskontur größer als die Kontur ist;
Ermitteln von innerhalb der Hilfskontur angeordneten Positionen von Einzelstrukturen, durch die eine Struktur innerhalb der Hilfskontur ausgebildet wird; und
Auswählen von sich innerhalb der Kontur befindlichen Positionen als Positionen der das Muster bildenden Einzelstrukturen.A method for creating a pattern of a workpiece formed by individual structures comprises the following steps:
Determining an auxiliary contour that encloses a contour for the pattern, wherein the auxiliary contour is larger than the contour;
Determining positions of individual structures arranged within the auxiliary contour, by which a structure is formed within the auxiliary contour; and
Selecting positions within the contour as positions of the individual structures forming the pattern.

Ein Werkstück kann beispielsweise ein Element aus einem Kunststoff, einem Verbundstoff, einem Metall, einem Halbleitermaterial oder einem Leder sein. Das Muster kann vorgesehen sein, um in einer Oberfläche des Werkstücks ausgeformt zu werden. Eine Einzelstruktur kann beispielsweise ein Punkt, eine geometrische Figur oder eine Freiform sein. Die Einzelstrukturen können zusammen eine Struktur bilden. Die Kontur für das Muster kann einen Umriss des Musters darstellen. Die Hilfskontur kann eine Fläche umschließen, die die Kontur umfasst. Die Hilfskontur kann eine geometrische Figur sein. Eine Position einer Einzelstruktur kann eine Stelle definieren, an der diese Einzelstruktur innerhalb der Hilfskontur angeordnet ist. Durch die im Schritt des Ermittelns ermittelten Positionen können die Hilfskontur und somit auch die Kontur mit der Struktur ausgefüllt werden. Dabei kann sich ein erster Anteil der Positionen außerhalb der Kontur und ein zweiter Anteil der Positionen kann sich innerhalb der Kontur befinden. Somit kann im Schritt des Auswählens der zweite Anteil der Positionen ausgewählt werden, um zum Bilden des Musters zu verwendende Einzelstrukturen zu definieren.A workpiece may be, for example, an element made of a plastic, a composite, a metal, a semiconductor material or a leather. The pattern may be provided to be formed in a surface of the workpiece. A single structure can be for example a point, a geometric figure or a freeform. The individual structures can together form a structure. The outline for the pattern may represent an outline of the pattern. The auxiliary contour can enclose an area that includes the contour. The auxiliary contour can be a geometric figure. A position of a single structure may define a location at which that single structure is located within the auxiliary contour. By the positions determined in the step of determining, the auxiliary contour and thus also the contour can be filled with the structure. In this case, a first portion of the positions outside the contour and a second portion of the positions may be located within the contour. Thus, in the step of selecting, the second portion of the positions may be selected to define individual structures to be used to form the pattern.

Der beschriebene Ansatz, bei dem die Struktur zunächst in der Hilfskontur generiert wird, weist gegenüber dem Generieren gleich in der Kontur eine Reihe von Vorteilen auf. So kann, bedingt durch ein gemeinsames Koordinatensystem für die Struktur und die Hilfskontur eine Ausrichtung der Struktur an frei bestimmbaren Referenzkanten erfolgen. Auch kann ein automatisches Positionieren der Struktur in die Kontur, die eine Umriss-Kontur für das Muster darstellt, mit vorab berechneten Punkten durchgeführt werden. Es sind somit keine Koordinaten für die Einzelstrukturen notwendig. Dadurch wird die Anzahl der notwendig zu hinterlegenden Koordinaten extrem minimiert. Eine Anordnung der Einzelstrukturen ist beliebig möglich, auch randomisiert. Die Kontur kann beliebige, auch unregelmäßige Formen beschreiben und mit Strukturelementen gefüllt werden.The described approach, in which the structure is first generated in the auxiliary contour, has a number of advantages over the generation in the contour immediately. Thus, due to a common coordinate system for the structure and the auxiliary contour, the structure can be aligned at freely determinable reference edges. Also, automatically positioning the structure into the contour representing an outline contour for the pattern can be performed with pre-calculated points. Thus, no coordinates are necessary for the individual structures. As a result, the number of coordinates to be deposited is extremely minimized. An arrangement of the individual structures is possible, even randomized. The contour can describe any shapes, even irregular shapes, and can be filled with structural elements.

Das Verfahren kann einen Schritt des Verwerfens von sich außerhalb der Kontur befindlichen Positionen umfassen. Beispielsweise können diese Positionen repräsentierende Daten gelöscht werden. Durch das Verwerfen bleiben die für das Muster relevanten Positionen bestehen.The method may include a step of discarding off-contour positions. For example, data representing these positions may be deleted. By discarding, the positions relevant to the pattern remain.

Beispielsweise kann im Schritt des Bestimmens die Hilfskontur als ein Rechteck bestimmt werden. Ein solches Rechteck lässt sich einfach ausrichten und einfach mit der Struktur füllen.For example, in the step of determining, the auxiliary contour may be determined as a rectangle. Such a rectangle can be easily aligned and simply filled with the structure.

Im Schritt des Bestimmens kann die Hilfskontur als eine gekrümmte Hilfskontur bestimmt werden. Eine solche gekrümmte Hilfskontur kann eine gekrümmte Fläche umschließen. Eine von der Kontur umschlossene Fläche kann dabei vollständig von der gekrümmten Fläche umfast sein. Auf diese Weise kann ein dreidimensionales Muster erstellt werden. Alternativ können die Kontur und die Hilfskontur in einer Ebene liegen. Dies eignet sich für ein zweidimensionales Muster.In the step of determining, the auxiliary contour may be determined as a curved auxiliary contour. Such a curved auxiliary contour can enclose a curved surface. A surface enclosed by the contour can be completely surrounded by the curved surface. In this way, a three-dimensional pattern can be created. Alternatively, the contour and the auxiliary contour can lie in one plane. This is suitable for a two-dimensional pattern.

Das Verfahren kann einen Schritt des Ausrichtens der Hilfskontur an einem Koordinatensystem umfassen, wobei im Schritt des Ermittelns die Positionen unter Verwendung des Koordinatensystems ermittelt werden. Beispielsweise kann eine Position als Koordinaten des Koordinatensystems angegeben werden. Vorteilhafterweise kann eine Kante der Hilfskontur parallel zu einer Achse des Koordinatensystems ausgerichtet werden. The method may include a step of aligning the auxiliary contour with a coordinate system, wherein in the step of determining the positions are determined using the coordinate system. For example, a position may be specified as coordinates of the coordinate system. Advantageously, one edge of the auxiliary contour can be aligned parallel to an axis of the coordinate system.

Im Schritt des Ermittelns können die Positionen unter Verwendung zumindest eines Positionierungsparameters ermittelt werden. Durch einen Positionierungsparameter kann eine Charakteristik der Struktur definiert werden. Beispielsweise kann ein solcher Positionierungsparameter eine Verteilung der Einzelstrukturen zur Bildung der Struktur definieren.In the step of determining the positions can be determined using at least one positioning parameter. By a positioning parameter, a characteristic of the structure can be defined. For example, such a positioning parameter may define a distribution of the individual structures to form the structure.

Beispielsweise kann im Schritt des Ermittelns eine erste der Positionen unter Verwendung eines vorbestimmten Startpunktes ermittelt werden. Dies erleichtert das Ermitteln der Positionen.For example, in the step of determining a first of the positions may be determined using a predetermined starting point. This facilitates the determination of the positions.

Die Positionen können unter Beachtung einer Entfernung zwischen der Kontur und einer der Kontur nächstliegenden Einzelstruktur innerhalb der Kontur ermittelt werden. Die Entfernung kann beispielsweise eine minimale Entfernung oder eine maximale Entfernung definieren. Auf diese Weise kann das Muster mit einem von Einzelstrukturen frei gehaltenen umlaufenden Rand erstellt werden. Der Rand kann dabei eine durch die Entfernung vorgegebene Breite aufweisen.The positions can be determined taking into account a distance between the contour and a single structure closest to the contour within the contour. For example, the distance may define a minimum distance or a maximum distance. In this way, the pattern can be created with a peripheral edge kept free of individual structures. The edge can have a predetermined width by the distance.

Auch können die Positionen unter Beachtung einer vorgegebenen Anzahl von Positionen ermittelt werden. Beispielsweise können die Positionen so ermittelt werden, dass eine der Anzahl entsprechende Menge von Positionen innerhalb der Hilfskontur oder der Kontur verteilt wird. Die Anzahl kann auch eine Maximalanzahl oder Minimalanzahl von Einzelstrukturen darstellen. Auf diese Weise kann auf einfache Weise eine Dichte der das Muster bildenden Einzelstrukturen vorgegeben werden.The positions can also be determined taking into account a predetermined number of positions. For example, the positions may be determined so that an amount corresponding to the number of positions is distributed within the auxiliary contour or the contour. The number can also represent a maximum number or minimum number of individual structures. In this way, a density of the individual structures forming the pattern can be predetermined in a simple manner.

Ferner können die Positionen unter Beachtung eines Abstands zwischen benachbarten Einzelstrukturen ermittelt werden. Der Abstand kann einen festen Abstandswert oder eine Vorschrift zum Bestimmen eines variablen Abstands darstellen. Dies erleichtert die Ermittlung aufeinanderfolgender Positionen.Furthermore, the positions can be determined taking into account a distance between adjacent individual structures. The distance may represent a fixed distance value or a rule for determining a variable distance. This facilitates the determination of successive positions.

Auch können die Positionen unter Beachtung eines Versatzes zwischen in benachbarten Zeilen oder Spalten angeordneten Positionen ermittelt werden. Der Versatz kann wiederum einen festen Versatzwert oder eine Vorschrift zum Bestimmen eines variablen Versatzes darstellen. Durch eine Vorgabe eines Versatzes lässt sich eine deutlich sichtbare Charakteristik der Struktur einfach definieren.Also, the positions may be determined considering an offset between positions arranged in adjacent rows or columns. Again, the offset may represent a fixed offset value or a variable offset determination rule. By specifying an offset, a clearly visible characteristic of the structure can be easily defined.

Ferner können die die Positionen unter Verwendung eines Verhältnisses zwischen einer von den Einzelstrukturen zu bedeckenden Fläche und einer von den Einzelstrukturen auszusparenden Fläche ermittelt werden. Auf diese Weise lässt sich mit wenigen starr vorgegebenen Positionierungsparametern einfach ein randomisiertes Muster realisieren.Furthermore, the positions can be determined using a ratio between a surface to be covered by the individual structures and a surface to be left out of the individual structures. In this way, it is easy to realize a randomized pattern with a few rigid positioning parameters.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt des Ausformens der Einzelstrukturen an den sich innerhalb der Kontur befindlichen Positionen als Ausnehmungen in dem Werkstück. In dem Schritt des Ausformens kann Material des Werkstücks im Bereich der Positionen entfernt werden, um die Einzelstrukturen in dem Werkstück auszuformen.According to one embodiment, the method comprises a step of forming the individual structures at the positions located within the contour as recesses in the workpiece. In the forming step, material of the workpiece in the region of the positions can be removed to form the individual structures in the workpiece.

Der beschriebene Ansatz kann beispielsweise auch zur Herstellung von Siebdruck-Schablonen eingesetzt werden.The approach described can also be used, for example, for the production of screen printing stencils.

Vorteilhafterweise ist es gemäß dem beschriebenen Ansatz nicht erforderlich wiederholende Muster für robotergestützte Perforationen (Flächen oder 3D) mit Einzelpunktkoordinaten in ein vorgegebenes Pattern (Kontur) zu erstellen. Insbesondere kann vermieden werden, dass die Einzelpunktkoordinaten in einem ersten Schritt aufwendig in CAD erstellt werden (Designphase) und in einem zweiten Schritt aufwendig aus der in dem ersten Schritt erstellten CAD Zeichnung in ein Bearbeitungsprogramm (z. B. für einen Roboter) gewandelt werden.Advantageously, according to the described approach, it is not necessary to create repeating patterns for robot-supported perforations (areas or 3D) with single-point coordinates in a given pattern (contour). In particular, it can be avoided that the single-point coordinates are elaborately created in CAD in a first step (design phase) and converted in a second step from the CAD drawing created in the first step to a machining program (eg for a robot).

Vorteilhafterweise ist gemäß dem beschriebenen Ansatz kein hoher Aufwand zum Erstellen der CAD-Daten erforderlich, da keine Einzelpunktzeichnung erforderlich ist, kein hoher Aufwand beim Erstellen des Bearbeitungsprogramms erforderlich, da keine Einzelpunktgenerierung erfolgt, sind keine hohen Ansprüche an den Controller eines Bewegungssystems zum Ausformen der Einzelstrukturen zu stellen, obwohl mehr als 10.000 Einzelpunkte verarbeitet werden können, und es ist kein hoher Aufwand in der Parametrierung der realen Bearbeitungszelle auf dem realen Produkt erforderlich.Advantageously, according to the approach described no high effort for creating the CAD data required because no single point drawing is required, no high effort when creating the editing program required because no single point generation is done, are no high demands on the controller of a motion system for forming the individual structures Although more than 10,000 individual points can be processed, and there is no great effort in the parameterization of the real processing cell on the real product required.

Gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen wird ein „Auffüllen” einer Fläche in Bezug auf eine Außenkontur ermöglicht, ein Erstellen eines Musters nach prozentualen Flächenanteilen ermöglicht, eine randomisierte Anordnung ohne gleichmäßige Abstände ermöglicht und zusätzlich oder alternativ sind neben Punkten oder Löchern auch alle anderen möglichen Konturen von Einzelstruktur-Wiederholung möglich.According to different embodiments, a "padding" of a surface with respect to an outer contour is made possible, a pattern can be created by percentage of surface area, a randomized arrangement without uniform distances is possible, and additionally or alternatively, in addition to points or holes, also all other possible contours of single structure Repeat possible.

Eine entsprechende Vorrichtung zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen gebildeten Musters für ein Werkstück weist die folgenden Merkmale auf:
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Hilfskontur, die eine Kontur für das Muster umschließt, wobei die Hilfskontur größer als die Kontur ist;
eine Ermittelungseinrichtung zum Ermitteln von innerhalb der Hilfskontur angeordneten Positionen von Einzelstrukturen, durch die eine Struktur innerhalb der Hilfskontur ausgebildet wird; und
eine Auswahleinrichtung zum Auswählen von sich innerhalb der Kontur befindlichen Positionen als Positionen der das Muster bildenden Einzelstrukturen. A corresponding device for creating a pattern for a workpiece formed by individual structures has the following features:
determining means for determining an auxiliary contour which encloses a contour for the pattern, the auxiliary contour being larger than the contour;
a determining device for determining positions of individual structures arranged within the auxiliary contour, by means of which a structure is formed within the auxiliary contour; and
selecting means for selecting intra-contour positions as positions of the individual structures forming the pattern.

Die Vorrichtung ist ausgebildet, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen beziehungsweise umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The device is designed to perform or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Eingangssignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, die verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes input signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. For example, in a hardware implementation, the interfaces may be part of an integrated circuit that includes a variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program product is installed on a computer or a device is also of advantage is performed.

Der beschriebene Ansatz ermöglicht beispielsweise die Herstellung eines Werkstücks mit einem Muster, das durch eine aus mehr als 8000 an randomisierten Positionen angeordneten Einzelstrukturen zusammengesetzte Struktur gebildet wird, wobei die Einzelstrukturen als Ausnehmungen in dem Werkstück ausgeformt sind. Bei dem Werkstück kann es sich beispielsweise um eine Schallschutzverkleidung für einen Raum, beispielsweise eines Gebäudes oder eines Fahrzeugs handeln. Gemäß einer Ausführungsform kann das Muster auch mehr als 10000 Einzelstrukturen umfassen. Durch die randomisierte Anordnung der Einzelstrukturen kann beispielsweise eine Absorption von Schallwellen verbessert werden. Auch kann ein guter visueller Eindruck bei einem Betrachter des Musters erreicht werden.For example, the described approach allows the fabrication of a workpiece having a pattern formed by a structure composed of more than 8000 randomized individual structures, wherein the individual structures are formed as recesses in the workpiece. The workpiece may, for example, be a soundproofing covering for a room, for example a building or a vehicle. In one embodiment, the pattern may also include more than 10,000 individual structures. By the randomized arrangement of the individual structures, for example, an absorption of sound waves can be improved. Also, a good visual impression can be achieved with a viewer of the pattern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Werkstück mit einem Muster gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a workpiece having a pattern according to an embodiment of the present invention;

2 eine Vorrichtung zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen gebildeten Musters für ein Werkstück gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 an apparatus for creating a pattern of a workpiece formed by individual structures according to an embodiment of the present invention;

3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen gebildeten Musters für ein Werkstück gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a flow chart of a method for creating a pattern formed by individual structures for a workpiece according to an embodiment of the present invention;

4 ein Ablaufdiagramm einer Designphase gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 a flowchart of a design phase according to an embodiment of the present invention;

5 ein Ablaufdiagramm einer Generierung einer Struktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 5 a flowchart of a generation of a structure according to an embodiment of the present invention; and

6 ein Ablaufdiagramm einer Bearbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6 a flowchart of a processing according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt ein Werkstück 100 mit einem Muster 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Muster 102 bedeckt einen Abschnitt einer Oberfläche des Werkstücks 100 und wird durch eine Mehrzahl von Einzelstrukturen 104 gebildet, die in 1 beispielhaft als Kreise dargestellt sind. Der Übersichtlichkeit halber sind in 1 nur einige der Einzelstrukturen 104 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Einzelstrukturen 104 bilden zusammen eine Struktur. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Einzelstrukturen 104 randomisiert angeordnet. In diesem Fall ist ein Abstand 106 zwischen zwei benachbart angeordneten Einzelstrukturen 104 nicht konstant, sondern zufällig gewählt. Alternativ kann eine Anordnung der Einzelstrukturen 104 auch vordefiniert sein, beispielsweise mit konstanten Abständen 106 zwischen benachbarten Einzelstrukturen 104 und konstantem Versatz zwischen Einzelstrukturen 104 benachbarter Zeilen. Allgemein ausgedrückt können die Einzelstrukturen 104 so angeordnet werden, dass sich eine Struktur mit einer beliebigen Charakteristik ergibt, wobei die Charakteristik vordefiniert, zufällig oder in einem vordefinierten Rahmen zufällig generiert sein kann. Die Charakteristik kann bei der Erstellung des Musters 102 durch die Vorgabe von Parametern, insbesondere von Positionierungsparametern, definiert werden. Die Einzelstrukturen 104 können identisch oder unterschiedlich ausgeformt sein. Beispielsweise können die Einzelstrukturen 104 auch als sich voneinander unterscheidende Freiformen ausgeführt sein. Die Einzelstrukturen 104 können jeweils eine gleich große Fläche der Oberfläche des Werkstücks 100 abdecken oder sich in ihrer Größe unterscheide Flächen aufweisen. Bei sich unterscheidenden Größen können die für die einzelnen Einzelstrukturen 100 gewählten Größen beispielsweise in einem vorgegebenen Größenintervall liegen. 1 shows a workpiece 100 with a pattern 102 according to an embodiment of the present invention. The pattern 102 covers a portion of a surface of the workpiece 100 and is characterized by a plurality of individual structures 104 formed in 1 exemplified as circles. For the sake of clarity, in 1 just a few of the individual structures 104 provided with a reference numeral. The individual structures 104 together form a structure. According to this embodiment, the individual structures 104 randomized. In this case, there is a gap 106 between two adjacently arranged individual structures 104 not constant, but random selected. Alternatively, an arrangement of the individual structures 104 also be predefined, for example, with constant distances 106 between adjacent individual structures 104 and constant misalignment between individual structures 104 adjacent lines. Generally speaking, the individual structures 104 be arranged so that a structure results with any characteristic, the characteristic may be predefined, random or randomly generated in a predefined frame. The characteristic may be in the creation of the pattern 102 be defined by the specification of parameters, in particular of positioning parameters. The individual structures 104 can be identical or differently shaped. For example, the individual structures 104 also be designed as a different freeforms. The individual structures 104 can each have an equal area of the surface of the workpiece 100 cover or have differing in size surfaces. With differing sizes, those for individual structures 100 selected sizes, for example, in a given size interval.

Das Muster 102 weist eine Kontur 110 auf. Die sich innerhalb der Kontur 110 befindlichen Einzelstrukturen 104 bilden das Muster 102. Die Kontur 110 kann somit als ein virtueller äußerer Umriss des Musters 102 aufgefasst werden. Die Kontur kann eine beliebige Form aufweisen.The pattern 102 has a contour 110 on. Which is within the contour 110 located individual structures 104 make up the pattern 102 , The contour 110 thus can be considered a virtual outer outline of the pattern 102 be understood. The contour can have any shape.

Zum Erstellen des Musters 102 wird eine Hilfskontur 112 verwendet. Die Hilfskontur 112 umschließt die Kontur 110. Die Hilfskontur 112 weist eine vorbestimmte Form, hier beispielsweise die Form eines Rechtecks auf. Zum Erstellen des Musters 102 wird zunächst eine von der Hilfskontur 112 umschlossene Fläche mit Positionen 114 für Einzelstrukturen 104 gefüllt. Durch das Füllen der Hilfskontur 112 mit Positionen 114 für Einzelstrukturen 104 wird auch die Kontur 110 mit Positionen 114 für Einzelstrukturen 104 gefüllt. Sich außerhalb der Kontur 110 befindliche Positionen 114 werden verworfen. Lediglich an den sich innerhalb der Kontur 110 befindlichen Positionen 114 werden nachfolgend die Einzelstrukturen 104 ausgeformt. Als Hilfskontur 112 kann jede geeignete Form, welche die Kontur 110 umschließt, verwendet werden.To create the pattern 102 becomes an auxiliary contour 112 used. The auxiliary contour 112 encloses the contour 110 , The auxiliary contour 112 has a predetermined shape, here for example the shape of a rectangle. To create the pattern 102 First, one of the auxiliary contour 112 enclosed area with positions 114 for individual structures 104 filled. By filling the auxiliary contour 112 with positions 114 for individual structures 104 is also the contour 110 with positions 114 for individual structures 104 filled. Yourself outside the contour 110 located positions 114 are discarded. Only at the inside of the contour 110 located positions 114 below are the individual structures 104 formed. As auxiliary contour 112 can be any suitable shape that matches the contour 110 encloses, be used.

In 1 sind zwei Achsen eines zweidimensionalen Koordinatensystems gezeigt. Die Hilfskontur 112 ist gegenüber zumindest einer Achse des Koordinatensystems ausgerichtet, beispielsweise parallel dazu angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind zwei äußere Kanten der Hilfskontur 112 auf die Achsen des Koordinatensystems gelegt. Positionen der gezeigten Einzelstrukturen 104 sind als Koordinaten des Koordinatensystems definiert.In 1 Two axes of a two-dimensional coordinate system are shown. The auxiliary contour 112 is aligned with at least one axis of the coordinate system, for example arranged parallel thereto. According to this embodiment, two outer edges of the auxiliary contour 112 placed on the axes of the coordinate system. Positions of the individual structures shown 104 are defined as coordinates of the coordinate system.

In 1 sind die Konturen 110, 112 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Alternativ können die Konturen 110, 112 auf einer gekrümmten Fläche angeordnet sein, die eine Oberfläche des Werkstücks 100 darstellt. Eine solche gekrümmte Fläche kann beispielsweise einen Knick zwischen zwei Flächenabschnitten aufweisen und das Muster 102 kann sich über beide Flächenabschnitte erstrecken. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel befindet sich ein die Kontur 110 vollständig umschließender ringförmiger Bereich zwischen der Hilfskontur 112 und der Kontur 110. Alternativ kann die Hilfskontur 112 die Kontur 110 an zumindest einen Punkt oder entlang zumindest eines Abschnitts berühren, sodass die die Konturen 110, 112 zumindest abschnittsweise überlappend verlaufen können.In 1 are the contours 110 . 112 arranged in a common plane. Alternatively, the contours 110 . 112 be arranged on a curved surface which is a surface of the workpiece 100 represents. Such a curved surface may, for example, have a kink between two surface sections and the pattern 102 can extend over both surface sections. According to this embodiment, one is the contour 110 completely enclosing annular area between the auxiliary contour 112 and the contour 110 , Alternatively, the auxiliary contour 112 the contour 110 touch at least one point or along at least one section so that the contours 110 . 112 at least partially overlapping.

Zum Ermitteln der Positionen 114 können vorgegebene Positionierungsparameter verwendet werden. Solche Positionierungsparameter können beispielsweise das gezeigte Koordinatensystem definieren oder einen Startpunkt 116 definieren, der als eine erste der zu ermittelnden Positionen 114 verwendet werden kann. In 1 ist eine Entfernung 118 gezeigt, die einen Abstand zwischen der Kontur 110 und einer der Kontur 110 nächstliegenden Position 114 innerhalb der Kontur 110 anzeigt. Die Positionen 114 können so platziert werden, dass die als Positionierungsparameter vorgegebene Entfernung 118 für alle sich innerhalb der Kontur 110 befindlichen Positionen 114 eingehalten wird. Entsprechend kann, wie bereits erwähnt der Abstand 106 zwischen benachbarten Einzelstrukturen 104 als Positionierungsparameter vorgegeben sein und die Positionen 116 können so platziert werden, dass der Abstand 106, hier beispielsweise ein Minimalabstand, eingehalten wird. Ferner kann als Positionierungsparameter eine Anzahl der Positionen 116 vorgegeben sein, die innerhalb der Hilfskontur 112 platziert werden. Beispielsweise kann die Anzahl in Abhängigkeit von einer Größe der Fläche der Hilfskontur 112 ausgewählt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Verhältnis zwischen einer von den Einzelstrukturen 104 zu bedeckenden Fläche und einer von den Einzelstrukturen 104 auszusparenden Fläche als Positionierungsparameter vorgegeben. In diesem Fall kann die Anzahl der Einzelstrukturen 104 und somit die Anzahl der Positionen 116 so ermittelt werden, dass das Verhältnis eingehalten wird.To determine the positions 114 predetermined positioning parameters can be used. Such positioning parameters may for example define the coordinate system shown or a starting point 116 define that as a first of the positions to be determined 114 can be used. In 1 is a distance 118 shown a distance between the contour 110 and one of the contour 110 nearest position 114 within the contour 110 displays. The positions 114 can be placed so that the distance given as a positioning parameter 118 for everyone within the contour 110 located positions 114 is complied with. Accordingly, as already mentioned, the distance 106 between adjacent individual structures 104 be specified as a positioning parameter and the positions 116 can be placed so that the distance 106 , here, for example, a minimum distance is maintained. Further, as a positioning parameter, a number of positions 116 be given within the auxiliary contour 112 to be placed. For example, the number may vary depending on a size of the area of the auxiliary contour 112 to be selected. According to one embodiment, a relationship between one of the individual structures 104 to be covered and one of the individual structures 104 auszusparenden surface specified as a positioning parameter. In this case, the number of individual structures 104 and thus the number of positions 116 be determined so that the ratio is maintained.

Der beschriebene Ansatz kann zur Erzeugung und Herstellung von Strukturen verwendet werden, welche aus einer hohen Anzahl, beispielsweise mehr zehntausend von Einzelstrukturen 104 bestehen. Diese Einzelstrukturen 104 können beispielsweise Bohrungen, Sacklöcher, Durchgangslöcher, Perforationen oder Freiformen sein.The described approach can be used to create and fabricate structures consisting of a large number, for example more than ten thousand, of individual structures 104 consist. These individual structures 104 For example, holes, blind holes, through holes, perforations or freeforms can be.

Die Herstellung einer solchen Struktur kann mechanisch, beispielsweise unter Verwendung einer CNC-gestütze Bearbeitungsmaschine, oder mit elektromagnetischer Strahlung erfolgen. Bevorzugte Ausführung ist hier der Laser als Werkzeug, welcher über einen Roboter, ein Scanner-System oder über ein CNC-Achssystem relativ zum Werkstück bewegt wird.The production of such a structure may be mechanical, for example using a CNC-supported processing machine, or done with electromagnetic radiation. The preferred embodiment here is the laser as a tool which is moved relative to the workpiece via a robot, a scanner system or via a CNC axis system.

Der beschriebene Ansatz kann auf einer computergestützten on-line Erzeugung der Strukturen, insbesondere einer Struktur eines zu erstellenden Musters, und einer Weitergabe von Signalen zur Ansteuerung des Werkzeugs, hier insbesondere eines Laser basieren.The described approach can be based on a computer-aided on-line generation of the structures, in particular a structure of a pattern to be created, and a transmission of signals for controlling the tool, here in particular a laser.

Mögliche Applikationen können dabei 2D- bzw. 3D-Werkstücke 100 mit regelmäßigen bzw. unregelmäßigen Außenkonturen sein. Bei solchen Werkstücken 100 kann es sich beispielsweise um eine Schallschutzverkleidung handeln. Die Schallschutzverkleidung kann aus Kunststoff-Verbundmaterialien hergestellt werden, welche zur besseren Schallaufnahme sehr eng perforiert werden. Zur Perforierung werden dabei die Einzelstrukturen 104 verwendet. Auch können die Einzelstrukturen 104 als engmaschige Bohrungen in Halbleitermaterialien als Werkstück 100 ausgeformt werden, wie es beispielsweise in der Kontaktierung von Solarzellen (MWT metall-wrap-through) notwendig ist. Auch kann das Werkstück 100 Leder oder ein lederartiges Material sein. Somit können die Einzelstrukturen 104 beispielsweise auch zur Perforation von Leder eingesetzt werden. Ein solches perforiertes Leder kann zur Lüftung oder Klimatisierung eingesetzt werden.Possible applications can be 2D or 3D workpieces 100 be with regular or irregular outer contours. For such workpieces 100 it may be, for example, a sound insulation panel. The sound insulation panel can be made of plastic composite materials, which are perforated very tight for better sound absorption. The individual structures become perforations 104 used. Also, the individual structures 104 as close-meshed holes in semiconductor materials as a workpiece 100 be formed, as required for example in the contacting of solar cells (MWT metal wrap-through). Also, the workpiece can 100 Leather or a leather-like material. Thus, the individual structures 104 For example, be used for perforation of leather. Such a perforated leather can be used for ventilation or air conditioning.

2 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen gebildeten Musters für ein Werkstück 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Werkstück 100 kann es sich um das in 1 gezeigte Werkstück 100 handeln. 2 shows a device 200 for creating a pattern of a workpiece formed by individual structures 100 according to an embodiment of the present invention. At the workpiece 100 it can be in the 1 shown workpiece 100 act.

Die Vorrichtung 200 ist ausgebildet, um das Muster definierende Parameter 220 über eine Schnittstelle einzulesen und unter Verwendung der Parameter 220 Positionsdaten 222 zu ermitteln, die Positionen für Einzelstrukturen definieren, durch die das Muster gebildet wird. Die Parameter 220 können beispielsweise Daten über eine Kontur des Musters sowie Positionierungsparameter zum Definieren einer Charakteristik des Musters und/oder der Struktur des Musters umfassen. Die Positionsdaten 222 können von der Vorrichtung 200 an einer Schnittstelle bereitgestellt werden.The device 200 is designed to define the pattern defining parameters 220 via an interface and using the parameters 220 position data 222 determine the positions for individual structures by which the pattern is formed. The parameters 220 For example, data may include data about a contour of the pattern as well as positioning parameters for defining a characteristic of the pattern and / or the structure of the pattern. The position data 222 can from the device 200 be provided at an interface.

Die Vorrichtung 200 kann als Mustergenerator bezeichnet werden. Die Vorrichtung 200 weist eine Bestimmungseinrichtung 230, eine Ermittelungseinrichtung 232 und eine Auswahleinrichtung 234 auf.The device 200 can be referred to as a pattern generator. The device 200 has a determination device 230 , a detection device 232 and a selector 234 on.

Die Bestimmungseinrichtung 230 ist ausgebildet, um eine Hilfskontur zu bestimmen, die die Kontur des Musters umschließt. Dazu kann die Bestimmungseinrichtung 230 ausgebildet sein, um als Parameter 220 empfangene Daten über die Kontur des Musters zu verwenden. Daten über eine äußere Form der Hilfskontur können in der Vorrichtung 200 gespeichert sein oder als Parameter 220 empfangen werden. Die Bestimmungseinrichtung 230 ist ausgebildet, um Daten über die Hilfskontur an die Ermittelungseinrichtung 232 weiterzuleiten.The determining device 230 is configured to determine an auxiliary contour that encloses the contour of the pattern. For this purpose, the determination device 230 be trained to be as a parameter 220 received data about the contour of the pattern to use. Data about an external shape of the auxiliary contour may be present in the device 200 be stored or as a parameter 220 be received. The determining device 230 is configured to transfer data about the auxiliary contour to the detection device 232 forward.

Die Ermittelungseinrichtung 232 ist ausgebildet, um Positionen von Einzelstrukturen innerhalb der Hilfskontur zu ermitteln. Die Ermittelungseinrichtung 232 ist ausgebildet, um die Positionen unter Verwendung von Daten über die Hilfskontur sowie unter Verwendung von innerhalb der Vorrichtung 200 gespeicherten oder von der Vorrichtung 200 als Parameter 220 eingelesenen Positionierungsparametern so zu ermitteln, dass durch Einzelstrukturen, die an den ermittelten Positionen ausgeformt werden, eine gewünschte Struktur des Musters gebildet wird. Die Ermittelungseinrichtung 232 ist ausgebildet, um Daten über die ermittelten Positionen an die Auswahleinrichtung 234 weiterzuleiten.The detection device 232 is designed to detect positions of individual structures within the auxiliary contour. The detection device 232 is configured to position using data on the auxiliary contour as well as using within the device 200 stored or from the device 200 as a parameter 220 read positioning parameters to be determined so that by individual structures that are formed at the positions determined, a desired structure of the pattern is formed. The detection device 232 is designed to transfer data about the determined positions to the selection device 234 forward.

Die Auswahleinrichtung 234 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Daten über die ermittelten Positionen sowie über die Kontur des Musters diejenigen der von der Ermittelungseinrichtung 232 ermittelten Positionen auszuwählen, die sich innerhalb der Kontur befinden. Die Auswahleinrichtung 234 ist ausgebildet, um die Daten über die ausgewählten Positionen als Positionsdaten 222 bereitzustellen. Die Vorrichtung 200 kann dabei ausgebildet sein, um die Positionsdaten 222 so bereitzustellen, dass sie Koordinaten der ausgewählten Positionen umfassen oder das sie Positionierungsdaten umfassen, basierend auf denen die ausgewählten Positionen bestimmt, beispielsweise berechnet, werden können.The selection device 234 is designed to use the data on the determined positions as well as the contour of the pattern, those of the determining device 232 select detected positions that are within the contour. The selection device 234 is designed to store the data about the selected positions as positional data 222 provide. The device 200 can be configured to the position data 222 be provided to include coordinates of the selected positions or to include positioning data, based on which the selected positions may be determined, for example calculated.

Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine optionale Designeinrichtung 240 vorgesehen. Die Designeinrichtung 240 ist ausgebildet, um die Parameter 220 zu bestimmen und an die Vorrichtung 200 bereitzustellen. Die Designeinrichtung 240 kann auch Teil der Vorrichtung 200 sein.According to the in 1 shown embodiment is an optional design device 240 intended. The design facility 240 is trained to the parameters 220 to determine and to the device 200 provide. The design facility 240 can also be part of the device 200 be.

Ferner ist eine optionale Bearbeitungseinrichtung 242 gezeigt. Die Bearbeitungseinrichtung 242 ist ausgebildet, um die Positionsdaten 222 einzulesen und die Einzelstrukturen an den durch die Positionsdaten 222 definierten Positionen in dem Werkstück 100 auszuformen. Dazu weist die Bearbeitungseinrichtung 242 ein geeignetes Werkzeug 244 auf. Ein solches Werkzeug kann beispielsweise ein Laser oder eine Optik zum Aussenden eines Laserstrahls umfassen oder als ein zum Durchführen eines Trennverfahrens geeignetes Werkzeug ausgeführt sein, beispielsweise als Bohrer oder Fräse. Die Bearbeitungseinrichtung 242 kann ausgebildet sein, um unter Verwendung der Positionsdaten 222 Steuersignale zum Ansteuern des Werkzeugs 244 zu erzeugen, sodass die Einzelstrukturen von dem Werkzeug 244 erzeugt werden. Die Bearbeitungseinrichtung 242 kann auch Teil der Vorrichtung 200 sein.Further, an optional processing device 242 shown. The processing device 242 is trained to get the position data 222 read in and the individual structures to the through the position data 222 defined positions in the workpiece 100 to mold. For this purpose, the processing device 242 a suitable tool 244 on. Such a tool may comprise, for example, a laser or optics for emitting a laser beam or as a tool suitable for carrying out a separation process be executed, for example as a drill or mill. The processing device 242 may be configured to use the positional data 222 Control signals for driving the tool 244 to generate, so that the individual structures of the tool 244 be generated. The processing device 242 can also be part of the device 200 be.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen gebildeten Musters für ein Werkstück gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schritte des Verfahrens können beispielsweise von Einrichtungen der anhand von 2 beschriebenen Vorrichtung umgesetzt werden. Das Verfahren kann zur Generierung von Mustern für robotergestützte Perforationen eingesetzt werden. 3 FIG. 12 shows a flow chart of a method for creating a pattern of a workpiece formed by individual structures according to an exemplary embodiment of the present invention. The steps of the method can be used, for example, by devices based on 2 be implemented device described. The method can be used to generate patterns for robotic perforations.

Das Verfahren umfasst einen Schritt 330, in dem eine Hilfskontur bestimmt wird, die eine Kontur für das Muster umschließt. Die Hilfskontur wird dabei so bestimmt, dass die Hilfskontur größer als die Kontur ist. Insbesondere kann die Hilfskontur so bestimmt werden, dass eine von der Hilfskontur umschlossene Fläche größer als eine von der Kontur umschlossene Fläche ist. Die Konturen und Flächen können dabei jeweils auf eine Oberfläche des Werkstücks projizierbar sein. Vor dem Schritt 330 können Konturdaten eingelesen werden, die die vorgesehene Kontur definieren. In einem Schritt 332 werden innerhalb der Hilfskontur angeordneten Positionen von Einzelstrukturen ermittelt. Ferner werden in einem Schritt 334 aus den ermittelten Positionen diejenigen ausgewählt, die sich innerhalb der Kontur befinden, oder anders ausgedrückt, diejenigen verworfen, die sich außerhalb der Kontur befinden. Diese Positionen werden als Positionen der das Muster bildenden Einzelstrukturen bereitgestellt.The method comprises a step 330 in which an auxiliary contour is defined, which encloses a contour for the pattern. The auxiliary contour is determined so that the auxiliary contour is larger than the contour. In particular, the auxiliary contour can be determined such that a surface enclosed by the auxiliary contour is larger than an area enclosed by the contour. The contours and surfaces can each be projected onto a surface of the workpiece. Before the step 330 Contour data that defines the intended contour can be read in. In one step 332 are determined within the auxiliary contour arranged positions of individual structures. Further, in one step 334 from the positions determined, those selected within the contour are selected, or in other words, those that are outside the contour are discarded. These positions are provided as positions of the individual structures forming the pattern.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Designphase gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Schritte der Designphase können beispielsweise von Einrichtungen der in 2 gezeigten Designeinrichtung umgesetzt werden. 4 shows a flowchart of a design phase according to an embodiment of the present invention. Steps of the design phase, for example, of facilities of in 2 implemented design device can be implemented.

In einem Schritt 440 erfolgt ein Designen der Kontur des Musters. Dabei wird die Kontur als eine Umriss-Kontur entworfen, innerhalb welcher das Muster aus den sich wiederholenden Einzelstrukturen zu positionieren ist. Die Kontur kann eine Teilfläche des Werkstücks umschließen, oder gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel identisch mit der Umrisskontur des Werkstücks sein.In one step 440 a design of the contour of the pattern is done. The contour is designed as an outline contour within which the pattern is to be positioned from the repeating individual structures. The contour may enclose a partial surface of the workpiece or, according to a specific embodiment, be identical to the contour of the outline of the workpiece.

Die Kontur wird in einem Schritt 442 der Positionierung auf einem Werkstück positioniert. Dabei wird ein Positionieren der Kontur auf der Werkstückoberfläche, die eine zweidimensionale oder eine dreidimensionale Fläche darstellen kann, durchgeführt. In Schritt 442 des Positionierens kann die Kontur auf einer simulierten Werkstückoberfläche positioniert werden.The contour is in one step 442 positioned on a workpiece. In this case, a positioning of the contour on the workpiece surface, which may represent a two-dimensional or a three-dimensional surface, is performed. In step 442 Positioning the contour can be positioned on a simulated workpiece surface.

In einem Schritt 444 wird ein Designen der für das Muster vorgesehenen Struktur durchgeführt. In dem Schritt 444 wird die Struktur als ein Muster aus sich wiederholenden Einzelstrukturen, beispielsweise in Form von Punkten, Kreisen oder Freiformen entworfen. In einem Schritt 446 erfolgt eine Definition von Parametern der Struktur. Dabei kann eine Definition der Positionierungsparameter für die Struktur durchgeführt werden. Als Positionierungsparameter können beispielsweise Startpunkte, ein Abstand zur Kontur, eine Anzahl Wiederholungen der Einzelstrukturen, ein Abstand der Einzelstrukturen zueinander, ein Versatz innerhalb der Struktur und/oder eine Flächenöffnung verwendet werden. Die genannten Startpunkte können für eine 2D-Oberfläche x-y-Koordinaten und für eine 3D-Oberfläche zusätzlich eine z-Koordinate umfassen. Der genannte Abstand der Einzelstrukturen zueinander kann regelmäßig sein oder nach einer Formel berechnet oder berechenbar sein. Die Flächenöffnung kann hier als prozentualer Anteil definiert sein, welcher von der geschlossenen Oberfläche des Werkstücks geöffnet werden soll, was wichtig für randomisierte Muster ist. Es können weitere oder nur ein Teil der genannten Positionierungsparameter definiert werden.In one step 444 a design of the structure provided for the sample is carried out. In the step 444 For example, the structure is designed as a pattern of repeating individual structures, for example in the form of points, circles or freeforms. In one step 446 a definition of parameters of the structure takes place. In this case, a definition of the positioning parameters for the structure can be carried out. As positioning parameters, for example starting points, a distance to the contour, a number of repetitions of the individual structures, a spacing of the individual structures from one another, an offset within the structure and / or a surface opening can be used. The named starting points may additionally comprise xy coordinates for a 2D surface and additionally a z coordinate for a 3D surface. The mentioned distance between the individual structures can be regular or can be calculated or calculated according to a formula. The area opening may be defined herein as a percentage to be opened from the closed surface of the workpiece, which is important for randomized patterns. More or only part of the mentioned positioning parameters can be defined.

Schließlich wird in einem Schritt 448 eine Ausrichtung durchgeführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird dabei eine Definition eines gemeinsamen Koordinatensystems durchgeführt, an welchem sowohl die Kontur als auch die aus den Einzelstrukturen gebildete Struktur auszurichten sind.Finally, in one step 448 an alignment performed. According to one exemplary embodiment, a definition of a common coordinate system is carried out, on which both the contour and the structure formed from the individual structures are to be aligned.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Generierung einer Struktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Schritte der Generierung können beispielsweise von Einrichtungen der anhand von 2 beschriebenen Vorrichtung umgesetzt werden. Die Generierung umfasst die Schritte 330, 332, 334 des anhand von 3 beschriebenen Verfahrens. 5 shows a flowchart of a generation of a structure according to an embodiment of the present invention. Steps of the generation, for example, of facilities based on 2 be implemented device described. The generation includes the steps 330 . 332 . 334 of the basis of 3 described method.

In einem Schritt 330 erfolgt eine Generierung einer Hilfskontur, gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Form eines Rechtecks, um die Kontur des Musters herum. In einem Schritt 550 erfolgt eine Generierung der Struktur in dem Rechteck und in dem Schritt 332 das Auffüllen des Rechtecks mit der Struktur. In dem Schritt 334 wird eine Fallunterscheidung durchgeführt. In einem Schritt 552 werden Startpunkte gesetzt und in einem Schritt 554 erfolgt ein Bezug zur Ausrichtung.In one step 330 A generation of an auxiliary contour, according to this embodiment in the form of a rectangle, takes place around the contour of the pattern. In one step 550 the structure is generated in the rectangle and in the step 332 the filling of the rectangle with the structure. In the step 334 a case distinction is made. In one step 552 Starting points are set and in one step 554 a reference is made to the orientation.

Anhand der 5 wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.Based on 5 An embodiment of the present invention will be described in more detail below.

In dem Schritt 330 wird dabei ein Rechteck als Hilfsstruktur generiert, welches die Kontur des Musters vollständig umschließt. In dem Schritt 550 wird die Struktur innerhalb dieses Rechtecks generiert, beispielsweise nach den Parametern, deren Definition anhand von 4 beschrieben ist. In dem Schritt 332 erfolgt ein vollständiges Auffüllen des Rechtecks mit dieser Struktur. In dem Schritt 334, in dem die Fallunterscheidung durchgeführt wird, wird zwischen Einzelstrukturen, die sich innerhalb der Kontur befinden, und Einzelstrukturen, die sich außerhalb der Kontur befinden, unterschieden. Ansprechend auf die Fallunterscheidung wird ein Markieren der relevanten Einzelstrukturen, die sich innerhalb der Kontur befinden, und ein Löschen der nicht relevanten Einzelstrukturen, die sich außerhalb der Kontur befinden, durchgeführt. In dem Schritt 552 erfolgt ein Definieren und Hinterlegen der Startpunkte und im Schritt 554 eine Verknüpfung dieser Startpunkte mit der Ausrichtung der Struktur am definierten Koordinatensystem und der Anzahl der Wiederholungen. In the step 330 In this case, a rectangle is generated as an auxiliary structure which completely encloses the contour of the pattern. In the step 550 The structure within this rectangle is generated, for example according to the parameters whose definition is based on 4 is described. In the step 332 complete filling of the rectangle with this structure. In the step 334 , in which the case distinction is made, a distinction is made between individual structures that are located within the contour and individual structures that are outside the contour. In response to the case discrimination, a marking of the relevant individual structures that are located within the contour and a deletion of the non-relevant individual structures that are outside the contour are performed. In the step 552 Defining and storing the starting points and in step 554 a combination of these starting points with the orientation of the structure at the defined coordinate system and the number of repetitions.

Alle weiteren Parameter liegen bereits fest, beispielsweise aufgrund des Durchführens der anhand von 4 beschriebenen Designphase.All other parameters are already fixed, for example, due to the implementation of the basis of 4 described design phase.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Bearbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Schritte der Bearbeitung können beispielsweise von Einrichtungen der in 2 gezeigten Bearbeitungseinrichtung umgesetzt werden. 6 shows a flowchart of a processing according to an embodiment of the present invention. For example, steps of editing may be performed by facilities of the 2 shown processing device to be implemented.

In einem Schritt 660 wird eine Erstellung von Programmcode durchgeführt. Dabei erfolgt eine Umsetzung der definierten Struktur in Programmcode oder Steuersignale für das Bewegungssystem, beispielsweise der in 2 gezeigten Bearbeitungseinrichtung. In einem Schritt 662 wird ein Alignment ausgeführt. Dabei erfolgt eine Ausrichtung, also ein Alignment, des Werkstücks. Dabei können das Werkstück und die Positionen, an denen nachfolgend Einzelstrukturen in dem Werkstück ausgeformt werden, gegeneinander ausgerichtet werden. In einem Schritt 664 erfolgt eine Bearbeitung. In dem Schritt 664 werden beispielsweise die Einzelstrukturen in dem Werkstück ausgeformt. Die Bearbeitung kann dabei entsprechend programmierter Routinen erfolgen.In one step 660 a creation of program code is carried out. In this case, a conversion of the defined structure into program code or control signals for the movement system, for example, the in 2 shown processing device. In one step 662 an alignment is executed. In this case, an alignment, so an alignment of the workpiece. In this case, the workpiece and the positions at which subsequently individual structures are formed in the workpiece, can be aligned with each other. In one step 664 a processing takes place. In the step 664 For example, the individual structures are formed in the workpiece. The processing can be done according to programmed routines.

Der beschriebene Ansatz zieht im Vergleich zu bekannten Vorgehensweisen eine Verringerung des Aufwandes in der Programmierung des Bewegungssystems, beispielsweise eines Roboters oder eines Scanners nach sich, da eine Anzahl der notwendig zu hinterlegenden Koordinaten extrem minimiert ist. Ferner ergibt sich eine Minimierung des Aufwandes in der Einrichtung und im Alignment der Maschine durch ein Gesamtkoordinatensystem für alle Punkte der beschriebenen Vorgehensweise.The approach described involves a reduction in the complexity of programming the motion system, for example a robot or a scanner, in comparison with known approaches, since a number of the coordinates to be deposited are extremely minimized. Furthermore, there is a minimization of the effort in the device and in the alignment of the machine by an overall coordinate system for all points of the procedure described.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100

Werkstückworkpiece

102102

Mustertemplate

104104

Einzelstrukturenindividual structures

106106

Abstanddistance

110110

Konturcontour

112112

HilfskonturHilfskontur

114114

Positionenpositions

116116

Startpunktstarting point

118118

Entfernungdistance

200200

Vorrichtungcontraption

220220

Parameterparameter

222222

Positionsdatenposition data

230230

Bestimmungseinrichtungdeterminer

232232

ErmittelungseinrichtungErmittelungseinrichtung

234234

Auswahleinrichtungselector

240240

Designeinrichtungdesign Interiors

242242

Bearbeitungseinrichtungprocessing device

244244

WerkzeugTool

330330

Schritt des BestimmensStep of determining

332332

Schritt des ErmittelnsStep of determining

334334

Schritt des AuswählensStep of selecting

440440

Schritt des DesignensStep of designing

442442

Schritt des PositionierensStep of positioning

444444

Schritt des DesignensStep of designing

446446

Schritt des DefinierensStep of defining

448448

Schritt des AusrichtensStep of aligning

550550

Schritt des GenerierensStep of generating

552552

Schritt des SetzensStep of setting

554554

Schritt des BezugsetzensStep of reference

660660

Schritt des ErstellensStep of creating

662662

Schritt des AlignensStep of aligen

664664

Schritt des BearbeitensStep of editing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• US 2009/0013530 A1 [0003] US 2009/0013530 Al [0003]

Claims (13)

Verfahren zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen (104) gebildeten Musters (102) für ein Werkstück (100), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Bestimmen (330) einer Hilfskontur (112), die eine Kontur (110) für das Muster (102) umschließt, wobei die Hilfskontur (112) größer als die Kontur (110) ist; b. Ermitteln (332) von innerhalb der Hilfskontur (112) angeordneten Positionen (114) von Einzelstrukturen (104), durch die eine Struktur innerhalb der Hilfskontur (112) ausgebildet wird; und c. Auswählen (334) von sich innerhalb der Kontur (110) befindlichen Positionen (114) als Positionen (114) der das Muster (102) bildenden Einzelstrukturen (104).Method for creating a by individual structures ( 104 ) formed pattern ( 102 ) for a workpiece ( 100 ), the method comprising the steps of: a. Determine ( 330 ) an auxiliary contour ( 112 ), which has a contour ( 110 ) for the pattern ( 102 ), whereby the auxiliary contour ( 112 ) larger than the contour ( 110 ); b. Determine ( 332 ) from within the auxiliary contour ( 112 ) ( 114 ) of individual structures ( 104 ), through which a structure within the auxiliary contour ( 112 ) is formed; and c. Choose ( 334 ) of itself within the contour ( 110 ) ( 114 ) as positions ( 114 ) the pattern ( 102 ) forming individual structures ( 104 ). Verfahren gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt des Verwerfens von sich außerhalb der Kontur (110) befindlichen Positionen (114).Method according to claim 1, comprising a step of discarding itself outside the contour ( 110 ) ( 114 ). Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (330) des Bestimmens die Hilfskontur (112) als ein Rechteck bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, in which in step ( 330 ) of determining the auxiliary contour ( 112 ) is determined as a rectangle. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (330) des Bestimmens die Hilfskontur (112) als eine gekrümmte Hilfskontur (112) bestimmt wird, die eine gekrümmte Fläche umschließt.Method according to one of the preceding claims, in which in step ( 330 ) of determining the auxiliary contour ( 112 ) as a curved auxiliary contour ( 112 ) defining a curved surface. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ausrichtens der Hilfskontur (112) an einem Koordinatensystem, wobei im Schritt des Ermittelns die Positionen (114) unter Verwendung des Koordinatensystems ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, comprising a step of aligning the auxiliary contour ( 112 ) on a coordinate system, wherein in the step of determining the positions ( 114 ) using the coordinate system. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (332) des Ermittelns eine erste der Positionen (114) unter Verwendung eines vorbestimmten Startpunktes (116) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, in which in step ( 332 ) of determining a first of the positions ( 114 ) using a predetermined starting point ( 116 ) is determined. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (332) des Ermittelns die Positionen (114) unter Beachtung einer Entfernung (118) zwischen der Kontur (110) und einer der Kontur (110) nächstliegenden Einzelstruktur (104) innerhalb der Kontur (110) ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, in which in step ( 332 ) determining the positions ( 114 ) considering a distance ( 118 ) between the contour ( 110 ) and one of the contours ( 110 ) closest individual structure ( 104 ) within the contour ( 110 ) be determined. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (332) des Ermittelns die Positionen (114) unter Beachtung eines Abstands (106) zwischen benachbarten Einzelstrukturen (104) ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, in which in step ( 332 ) determining the positions ( 114 ) taking into account a distance ( 106 ) between adjacent individual structures ( 104 ) be determined. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (332) des Ermittelns die Positionen (114) unter Verwendung eines Verhältnisses zwischen einer von den Einzelstrukturen (104) zu bedeckenden Fläche und einer von den Einzelstrukturen (104) auszusparenden Fläche ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, in which in step ( 332 ) determining the positions ( 114 ) using a ratio between one of the individual structures ( 104 ) and one of the individual structures ( 104 ) to be left out. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (664) des Ausformens der Einzelstrukturen (104) an den sich innerhalb der Kontur (110) befindlichen Positionen (114) als Ausnehmungen in dem Werkstück (100).Method according to one of the preceding claims, with a step ( 664 ) of the formation of the individual structures ( 104 ) at the inside of the contour ( 110 ) ( 114 ) as recesses in the workpiece ( 100 ). Vorrichtung (200) zum Erstellen eines durch Einzelstrukturen (104) gebildeten Musters (102) für ein Werkstück (100), mit folgenden Merkmalen: a. einer Bestimmungseinrichtung (230) zum Bestimmen einer Hilfskontur (112), die eine Kontur (110) für das Muster (102) umschließt, wobei die Hilfskontur (112) größer als die Kontur (110) ist; b. einer Ermittelungseinrichtung (232) zum Ermitteln von innerhalb der Hilfskontur (112) angeordneten Positionen (114) von Einzelstrukturen (104), durch die eine Struktur innerhalb der Hilfskontur (112) ausgebildet wird; und c. einer Auswahleinrichtung (234) zum Auswählen von sich innerhalb der Kontur (110) befindlichen Positionen (114) als Positionen (114) der das Muster (102) bildenden Einzelstrukturen (104).Contraption ( 200 ) for creating a through individual structures ( 104 ) formed pattern ( 102 ) for a workpiece ( 100 ), having the following characteristics: a. a determination device ( 230 ) for determining an auxiliary contour ( 112 ), which has a contour ( 110 ) for the pattern ( 102 ), whereby the auxiliary contour ( 112 ) larger than the contour ( 110 ); b. a detection device ( 232 ) for determining within the auxiliary contour ( 112 ) ( 114 ) of individual structures ( 104 ), through which a structure within the auxiliary contour ( 112 ) is formed; and c. a selection device ( 234 ) to select within the contour ( 110 ) ( 114 ) as positions ( 114 ) the pattern ( 102 ) forming individual structures ( 104 ). Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wenn das Programmprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.Computer program product with program code for carrying out the method according to one of the preceding claims, when the program product is executed on a device. Werkstück (100), insbesondere Schallschutzverkleidung, mit einem Muster (102), das durch eine aus mehr als 8000 an randomisierten Positionen (114) angeordneten Einzelstrukturen (104) zusammengesetzte Struktur gebildet wird, wobei die Einzelstrukturen (104) als Ausnehmungen in dem Werkstück (100) ausgeformt sind.Workpiece ( 100 ), in particular sound insulation panels, with a pattern ( 102 ) by one of more than 8000 randomized positions ( 114 ) arranged individual structures ( 104 ) composite structure is formed, wherein the individual structures ( 104 ) as recesses in the workpiece ( 100 ) are formed.

Images