DE102022104804A1 - Process and device for processing workpieces with automatic position detection of the workpieces - Google Patents

Process and device for processing workpieces with automatic position detection of the workpieces Download PDF

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Christoph Kraus
Andrej Madinski
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (12) unter automatischer Lageerfassung des Werkstücks (12) auf einer Auflage (14). Eine Kamera (16) stellt digitale Bilddaten eines Aufnahmebereichs (18) der Auflage (14) bereit, wobei das Werkstück (12) in einer Draufsicht auf die Auflage (14) in dem Aufnahmebereich (18) angeordnet ist. Unter Verwendung der digitalen Bilddaten wird eine erste Lageangabe zur Lage des Werkstücks (12) berechnet, insbesondere zur Position, Ausdehnung und/oder Ausrichtung des Werkstücks (12) auf der Auflage (14). Die erste Lageangabe wird verwendet, um eine Position oder Bahn eines Abstandsmessers (20) zu berechnen, wobei der Abstandsmesser (20) die Position einnimmt oder die Bahn durchläuft, während der Abstandsmesser (20) Abstände zu Punkten auf der Oberfläche des Werkstücks (12) misst. Durch die gemessenen Abstände wird eine zweite Lageangabe des Werkstücks (12) berechnet, die insbesondere genauer als die erste Lageangabe ist.

Figure DE102022104804A1_0000
The invention relates to a method for machining a workpiece (12) with automatic position detection of the workpiece (12) on a support (14). A camera (16) provides digital image data of a recording area (18) of the support (14), the workpiece (12) being arranged in the recording area (18) in a plan view of the support (14). A first indication of the position of the workpiece (12), in particular the position, extent and/or orientation of the workpiece (12) on the support (14), is calculated using the digital image data. The first location specification is used to calculate a position or trajectory of a distance meter (20), the distance meter (20) occupying the position or traversing the trajectory as the distance meter (20) calculates distances to points on the surface of the workpiece (12). measures. A second indication of the position of the workpiece (12), which is in particular more precise than the first indication of the position, is calculated from the measured distances.
Figure DE102022104804A1_0000

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mit einer automatischen Lageerfassung des Werkstücks. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for machining a workpiece with automatic position detection of the workpiece. The invention also relates to a device for processing workpieces, in particular for carrying out such a method.

Die DE 10 2019 126 403 A1 betrifft ein Tafelablageverfahren, bei welchem eine Materialtafel mit Hilfe einer Kamera einer Soll-Lage zugeführt wird. Aus der DE 10 2018 133 524 A1 ist ein Verfahren zur Bereitstellung von Geometriedaten für Laserschneidvorgänge an Materialtafeln bekannt, wobei die Geometriedaten mit Hilfe von Bildaufnahmen der Materialtafeln berechnet werden. In der DE 10 2009 012 543 A1 ist eine Schneidevorrichtung für Werkstücke offenbart, bei welcher die Werkstücke mit Hilfe von Kameras vermessen werden.The DE 10 2019 126 403 A1 relates to a sheet depositing method in which a sheet of material is fed to a desired position with the aid of a camera. From the DE 10 2018 133 524 A1 a method for providing geometric data for laser cutting operations on material panels is known, the geometric data being calculated with the aid of images of the material panels. In the DE 10 2009 012 543 A1 discloses a cutting device for workpieces, in which the workpieces are measured with the aid of cameras.

Aus der DE 10 2007 018 416 A1 ist ein Verfahren zum maschinellen Schneiden eines Werkstücks bekannt, bei dem Kanten des Werkstücks durch eine Kamera in einem ersten Betriebsmodus mit geringerer optischer Auflösung zunächst grob lokalisiert werden und anschließend in einem zweiten Betriebsmodus mit höherer optischer Auflösung genauer lokalisiert werden. Hierdurch wird der Zeitaufwand zur Erkennung der Lage des Werkstücks verringert.From the DE 10 2007 018 416 A1 a method for mechanically cutting a workpiece is known in which edges of the workpiece are initially roughly localized by a camera in a first operating mode with lower optical resolution and are then localized more precisely in a second operating mode with higher optical resolution. This reduces the time required to identify the position of the workpiece.

Die Verwendung derselben Kamera sowie desselben Messverfahrens in den zwei Betriebsmodi verringert jedoch die Sicherheit bzw. Zuverlässigkeit der Lagebestimmung.However, the use of the same camera and the same measuring method in the two operating modes reduces the safety and reliability of the position determination.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken anzugeben, bei welchem die Zuverlässigkeit der Lageerfassung der Werkstücke erhöht wird. Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention to specify a method for machining workpieces in which the reliability of the position detection of the workpieces is increased. Another object of the invention is to provide a device for carrying out the method.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Die Merkmale einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in Anspruch 7 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den rückbezogenen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method according to claim 1 . The features of a device according to the invention are specified in claim 7. Advantageous refinements result from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  1. a) Erzeugen einer Bildaufnahme eines Aufnahmebereichs der Auflage mit dem Werkstück, wobei das Werkstück in dem Aufnahmebereich auf der Auflage aufliegt;
  2. b) Bestimmen einer ersten Lageangabe zur Lage des Werkstücks auf der Auflage anhand der Bildaufnahme;
  3. c) Festlegen der Position und/oder Bahn eines Abstandsmessers zum Abtasten der Oberfläche des Werkstücks durch den Abstandsmesser anhand der ersten Lageangabe;
  4. d) Abtasten der Oberfläche des Werkstücks mit dem Abstandsmesser unter Bestimmen der Abstände zwischen den abgetasteten Oberflächenpunkten und dem Abstandsmesser;
  5. e) Bestimmen einer zweiten Lageangabe zur Lage des Werkstücks auf der Auflage anhand der gemessenen Abstände.
The method according to the invention has the following steps:
  1. a) generating an image recording of a recording area of the support with the workpiece, the workpiece lying on the support in the recording area;
  2. b) determining a first indication of the position of the workpiece on the support using the image recording;
  3. c) determining the position and/or path of a distance meter for scanning the surface of the workpiece by the distance meter based on the first position information;
  4. d) scanning the surface of the workpiece with the distance meter to determine the distances between the scanned surface points and the distance meter;
  5. e) Determining a second indication of the position of the workpiece on the support based on the measured distances.

Die zweite Lageangabe ist insbesondere genauer als die erste Lageangabe. Das Verfahren ermöglicht eine zeitsparende Bearbeitung des Werkstücks, welches nicht an einer bestimmten Stelle der Auflage und in einer bestimmten Ausrichtung positioniert muss, zum Beispiel einem Anschlag. Auch die Größe des Werkstücks muss vor der Bearbeitung nicht bekannt sein. Entsprechende geometrische Parameter des Werkstücks müssen durch einen Anwender des Verfahrens nicht mehr erfasst und einer Maschinensteuerung übermittelt werden. Durch das Verwenden einer Kamera einerseits und eines unabhängigen Abstandsmessers andererseits ist eine erhöhte Sicherheit bzw. Zuverlässigkeit bei der zweistufigen Lageerfassung des Werkstücks gewährleistet, da zum Beispiel ein Fehler bei der Lageerfassung durch eine Fehlfunktion der Kamera durch den unabhängigen Abstandsmesser korrigiert wird. Der Abstandsmesser kann zeitsparend in eine zum Abtasten der Oberfläche des Werkstücks gut geeignete Ausgangsposition verfahren werden, indem die Lage des Werkstücks bereits durch die Kamera hierfür hinreichend genau erfasst wird. Dadurch wird die Sicherheit und Schnelligkeit einer automatisierten Bearbeitung des Werkstücks erhöht.The second position information is in particular more accurate than the first position information. The method enables time-saving processing of the workpiece, which does not have to be positioned at a specific point on the support and in a specific orientation, for example a stop. The size of the workpiece does not have to be known before machining either. Corresponding geometric parameters of the workpiece no longer have to be recorded by a user of the method and transmitted to a machine control. The use of a camera on the one hand and an independent distance meter on the other hand ensures increased safety and reliability in the two-stage position detection of the workpiece, since, for example, an error in position detection due to a camera malfunction is corrected by the independent distance meter. In a time-saving manner, the distance meter can be moved into a starting position that is well suited for scanning the surface of the workpiece, in that the position of the workpiece is already detected with sufficient accuracy for this purpose by the camera. This increases the safety and speed of automated processing of the workpiece.

Unter der Lage des Werkstücks wird insbesondere die Größe, Position und/oder Ausrichtung des Werkstücks verstanden, vorzugsweise relativ zu einer Referenzposition oder zu Referenzachsen, die beispielsweise durch die Auflage bestimmt sind, zum Beispiel die Kanten der Auflage. Das Werkstück ist insbesondere als Blech ausgebildet.The position of the workpiece is understood to mean in particular the size, position and/or alignment of the workpiece, preferably relative to a reference position or to reference axes which are determined, for example, by the support, for example the edges of the support. The workpiece is designed in particular as sheet metal.

Die Kamera kann ortsfest, insbesondere am Rand des Arbeitsbereichs, angebracht sein. Alternativ dazu kann die Kamera verfahrbar sein und für die Positionsbestimmung über das Werkstück bewegt werden. Für die Abdeckung des gesamten Arbeitsbereichs können mehrere Kameras installiert sein.The camera can be stationary, in particular at the edge of the work area. As an alternative to this, the camera can be movable and moved over the workpiece to determine the position become. Multiple cameras can be installed to cover the entire work area.

Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Bestimmen des Abstands des Werkstücks von einem Referenzpunkt, insbesondere an einem Anschlag der Auflage. Die Abstände von einem Referenzpunkt können zu einer neuen Positionierung des Werkstücks zur weiteren Bearbeitung verwendet werden.As part of an advantageous embodiment of the method, the distance of the workpiece from a reference point is determined, in particular at a stop on the support. The distances from a reference point can be used to reposition the workpiece for further processing.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens weist das Bestimmen des Abstands und/oder des Drehwinkels des Werkstücks in Bezug auf eine Referenzlage auf. Dadurch kann das Werkstück zur weiteren Bearbeitung neu ausgerichtet bzw. verschoben werden. Insbesondere kann eine Schieflage des Werkstücks in Bezug auf eine gewünschte Referenzlage bestimmt und korrigiert werden.A preferred embodiment of the method includes determining the distance and/or the angle of rotation of the workpiece in relation to a reference position. This allows the workpiece to be realigned or shifted for further processing. In particular, a misalignment of the workpiece in relation to a desired reference position can be determined and corrected.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens bestimmt der Abstandsmesser die Abstände mechanisch, kapazitiv und/oder optisch, insbesondere unter Aussenden und Empfangen eines Laserstrahls. Insbesondere sendet der Abstandsmesser einen Laserstrahl aus, der an der Oberfläche des Werkstücks reflektiert wird, und empfängt den reflektierten Laserstrahl, beispielsweise im Rahmen einer Lasertriangulation zur Positionsbestimmung des Werkstücks.In a further embodiment of the method, the distance meter determines the distances mechanically, capacitively and/or optically, in particular by emitting and receiving a laser beam. In particular, the distance meter emits a laser beam which is reflected on the surface of the workpiece and receives the reflected laser beam, for example as part of a laser triangulation for determining the position of the workpiece.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Bestimmen eines Abtastbereichs zum Abtasten der Oberflächen des Abtastbereichs und des Werkstücks anhand der ersten Lageangabe, wobei der Abtastbereich in der Draufsicht auf die Auflage das Werkstück umgibt. Der Abstandsmesser wird insbesondere über den Abtastbereich und das Werkstück verfahren, um zu erkennen, wo die Kanten des Werkstücks liegen.According to a further embodiment of the method, a scanning area for scanning the surfaces of the scanning area and the workpiece is determined on the basis of the first position information, with the scanning area surrounding the workpiece in the top view of the support. In particular, the distance meter is moved over the scanning area and the workpiece in order to identify where the edges of the workpiece lie.

Anhand der zweiten Lageangabe werden bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens Bearbeitungsparameter zum Bearbeiten des Werkstücks festgelegt, insbesondere zum Bearbeiten des Werkstücks mit einem Laserstrahl. Die zweite Lageangabe, insbesondere in Form einer Angabe zur Größe, Position und/oder Ausrichtung des Werkstücks, weist typischerweise eine hohe Genauigkeit auf, da der Abstandsmesser geeignet positioniert werden kann, um die Oberfläche des Werkstücks mit hoher Genauigkeit bei vergleichsweise geringem Zeitaufwand abzutasten. Dadurch können die Bearbeitungsparameter anhand der zweiten Lageangabe ebenfalls genau bestimmt werden.In an advantageous embodiment of the method, processing parameters for processing the workpiece, in particular for processing the workpiece with a laser beam, are defined on the basis of the second position information. The second location information, in particular in the form of an indication of the size, position and/or orientation of the workpiece, typically has a high level of accuracy, since the distance meter can be suitably positioned to scan the surface of the workpiece with high accuracy and comparatively little time. As a result, the machining parameters can also be precisely determined using the second position information.

Eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks auf einer Auflage unter einer automatischen Lageerfassung des Werkstücks weist die folgenden Elemente auf:

  1. I. Eine Kamera zum Erzeugen einer Bildaufnahme eines Aufnahmebereichs der Auflage mit dem Werkstück, wobei das Werkstück in dem Aufnahmebereich auf der Auflage aufliegt;
  2. II. Einen Abstandsmesser zum Abtasten der Oberfläche des Werkstücks unter Bestimmen der jeweiligen Abstände zwischen den abgetasteten Oberflächenpunkten und dem Abstandsmesser;
  3. III. Eine Steuerung, ausgebildet
    1. i. zum Bestimmen einer ersten Lageangabe zur Lage des Werkstücks auf der Auflage anhand der Bildaufnahme,
    2. ii. zum Bestimmen der Position und/oder Bahn des Abstandsmessers beim Abtasten des Werkstücks anhand der ersten Lageangabe und
    3. iii. zum Bestimmen einer zweiten Lageangabe zur Lage des Werkstücks auf der Auflage anhand der durch den Abstandsmesser gemessenen Abstände.
A device for processing a workpiece on a support with automatic position detection of the workpiece has the following elements:
  1. I. A camera for generating an image recording of a recording area of the support with the workpiece, the workpiece lying on the support in the recording area;
  2. II. A distance meter for scanning the surface of the workpiece to determine the respective distances between the scanned surface points and the distance meter;
  3. III. A controller, trained
    1. i. for determining a first indication of the position of the workpiece on the support using the image recording,
    2. ii. for determining the position and/or path of the distance meter when scanning the workpiece using the first position information and
    3. iii. for determining a second position indication of the position of the workpiece on the support based on the distances measured by the distance meter.

Die Vorrichtung ermöglicht eine zeitsparende Bearbeitung des Werkstücks, indem geometrische Parameter des Werkstücks durch einen Anwender des Verfahrens nicht mehr erfasst und einer Maschinensteuerung übermittelt werden müssen. Die Kamera und der unabhängige Abstandsmesser gewährleisten eine erhöhte Sicherheit bzw. Zuverlässigkeit bei der zweistufigen Lageerfassung des Werkstücks. Die Vorrichtung erhöht die Sicherheit und Schnelligkeit einer automatisierten Bearbeitung des Werkstücks.The device enables the workpiece to be machined in a time-saving manner, in that geometric parameters of the workpiece no longer have to be recorded by a user of the method and transmitted to a machine controller. The camera and the independent distance meter ensure increased safety and reliability in the two-stage position detection of the workpiece. The device increases the safety and speed of automated processing of the workpiece.

Der Abstandsmesser weist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung Messeinrichtungen zum mechanischen, kapazitiven und/oder optischen Messen der Abstände auf, insbesondere eine Laserquelle und einen Laserempfänger. Dadurch ist der Abstandsmesser zur präzisen Messung von Abständen auf vergleichsweise kleinen Distanzen ausgebildet, insbesondere durch eine Lasertriangulation.In an advantageous embodiment of the device, the distance meter has measuring devices for mechanical, capacitive and/or optical measurement of the distances, in particular a laser source and a laser receiver. As a result, the distance meter is designed for the precise measurement of distances over comparatively small distances, in particular by laser triangulation.

Die Steuerung ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung zum Bestimmen eines Abtastbereichs zum Abtasten der Oberflächen des Abtastbereichs und des Werkstücks anhand der ersten Lageangabe ausgebildet, wobei der Abtastbereich in der Draufsicht auf die Auflage das Werkstück umgibt. Der Abtastbereich definiert insbesondere einen Bereich auf der Auflage des Werkstücks, in dem der Abstandsmesser die Auflage und das Werkstück abtastet, insbesondere um die Lage der Kanten des Werkstücks und damit dessen Gestalt und Ausrichtung zu bestimmen. Der Abtastbereich kann anhand der ersten Lageangabe derart gewählt werden, dass er das Werkstück in der Draufsicht auf die Auflage in einem vorbestimmten Abstand umgibt.In a further embodiment of the device for determining a scanning area, the controller is designed to scan the surfaces of the scanning area and the workpiece using the first position information, with the scanning area surrounding the workpiece in the top view of the support. In particular, the scanning area defines an area on the support of the workpiece in which the distance meter scans the support and the workpiece, in particular in order to determine the position of the edges of the workpiece and thus its shape and orientation. The scanning area can be selected on the basis of the first position information in such a way that it surrounds the workpiece at a predetermined distance when viewed from above on the support.

Die zum Verfahren beschriebenen Merkmale können an der Vorrichtung Verwendung finden und umgekehrt.The features described for the method can be used on the device and vice versa.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. Likewise, the features mentioned above and those detailed below can each be used individually or collectively in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks auf einer Auflage unter einer automatischen Lageerfassung des Werkstücks. 1 shows schematically a cross section through a device for processing a workpiece on a support with automatic position detection of the workpiece.
  • 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Vorrichtung, wobei eine Kamera und ein Abstandsmesser aus einer in 1 gezeigten Stellung verfahren sind; 2 shows schematically a cross section through the device, with a camera and a distance meter from an in 1 position shown;
  • 3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Auflage der Vorrichtung mit dem Werkstück; 3 shows schematically a plan view of a first embodiment of a support of the device with the workpiece;
  • 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Auflage mit dem Werkstück. 4 shows schematically a plan view of a second embodiment of the support with the workpiece.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung 10 zum Bearbeiten eines Werkstücks 12 auf einer Auflage 14 unter einer automatischen Lageerfassung des Werkstücks 12. Der Querschnitt ist entlang einer vertikalen Ebene durch die Vorrichtung 10 dargestellt. Eine Kamera 16 der Vorrichtung 10 ist über dem Werkstück 12 positioniert, um digitale Bilddaten eines Aufnahmebereichs 18 der Auflage 14 mit dem Werkstück 12 zu erzeugen, wobei der Aufnahmebereich 18 das Werkstück 12 in einer Draufsicht auf die Aufnahme 14 umgibt (vgl. 3). Ein Abstandsmesser 20 dient dem Messen von Abständen zu Punkten der Oberfläche des Werkstücks 12 zu dem Abstandsmesser 20. Zum Messen der Abstände weist der Abstandsmesser 20 eine verfahrbare Laserquelle 22 und einen verfahrbaren Laserempfänger 24 auf. Der Abstandsmesser 20 und die Kamera 16 sind an einem Tragarm 26 der Vorrichtung 10 verfahrbar angeordnet. Die Kamera 16 und der Abstandsmesser 20 werden durch eine Steuerung 28, insbesondere in einer Tragsäule 30, der Vorrichtung 10 gesteuert, die dazu ausgebildet ist, anhand der digitalen Bilddaten des Aufnahmebereichs 18 eine erste Lageangabe des Werkstücks 12 zu berechnen, insbesondere eine erste Angabe zur Position, Ausrichtung und/oder Größe des Werkstücks 12. Anhand der ersten Lageangabe kann die Steuerung 28 eine Bahn des Abstandsmessers 20 bestimmen, entlang derer der Abstandsmesser 20 beim Messen der Abstände zu der Oberfläche des Werkstücks 12 verfahren wird. Die gemessenen Abstände kann die Steuerung 28 zur Bestimmung einer zweien Lageangabe verwenden, die genauer ist als die erste Lageangabe. 1 shows schematically a cross section through a device 10 for processing a workpiece 12 on a support 14 with automatic position detection of the workpiece 12. The cross section is shown along a vertical plane through the device 10. A camera 16 of the device 10 is positioned above the workpiece 12 in order to generate digital image data of a recording area 18 of the support 14 with the workpiece 12, the recording area 18 surrounding the workpiece 12 in a plan view of the recording 14 (cf. 3 ). A distance meter 20 is used to measure distances from points on the surface of the workpiece 12 to the distance meter 20. The distance meter 20 has a movable laser source 22 and a movable laser receiver 24 for measuring the distances. The distance meter 20 and the camera 16 are movably arranged on a support arm 26 of the device 10 . Camera 16 and distance meter 20 are controlled by a controller 28, in particular in a support column 30, of device 10, which is designed to use the digital image data of recording area 18 to calculate a first indication of the position of workpiece 12, in particular a first indication of the Position, orientation and/or size of the workpiece 12. Based on the first position information, the controller 28 can determine a path of the distance meter 20 along which the distance meter 20 is moved when measuring the distances to the surface of the workpiece 12. The measured distances can be used by the controller 28 to determine a second location that is more accurate than the first location.

2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Vorrichtung 10 zum Bearbeiten des Werkstücks 12 auf der Auflage 14, wobei die Kamera 16 und der Abstandsmesser 20 derart verfahren sind, dass der Abstandsmesser 20 über dem Werkstück 12 positioniert ist, um Abstände zu Punkten der Oberfläche des Werkstücks 12 zu dem Abstandsmesser 20 zu messen. Die Steuerung 28 bestimmt anhand der digitalen Bilddaten des Aufnahmebereichs 18 (siehe 1) in der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens einen Abtastbereich 32 der Auflage 14 um das Werkstück 12, wobei der Abstandsmesser Abstände zu Punkten der Oberfläche des Abtastbereichs 32 zusammen mit Abständen zu Punkten der Oberfläche des Werkstücks 12 misst. Dabei tastet der Abstandsmesser 20 insbesondere die Oberflächen des Abtastbereichs 32 und des Werkstücks 12 mit Hilfe eines Laserstrahls 34 ab, der aus der Laserquelle 22 ausgesendet, an der jeweiligen Oberfläche reflektiert und durch den Laserempfänger 24 empfangen wird. Auf diese Weise kann die Lage des Werkstücks 12 in dem Abtastbereich 32 und damit auf der Auflage 14 sehr genau bestimmt werden. 2 shows schematically a cross section through device 10 for processing workpiece 12 on support 14, camera 16 and distance meter 20 having been moved in such a way that distance meter 20 is positioned above workpiece 12 in order to measure distances from the surface of workpiece 12 to the distance meter 20 to measure. The controller 28 uses the digital image data of the recording area 18 (see 1 ) In the illustrated embodiment of the method, a scanning area 32 of the support 14 around the workpiece 12, the distance meter measuring distances to points on the surface of the scanning area 32 together with distances to points on the surface of the workpiece 12. The distance meter 20 scans in particular the surfaces of the scanning area 32 and the workpiece 12 with the aid of a laser beam 34 which is emitted from the laser source 22 , reflected on the respective surface and received by the laser receiver 24 . In this way, the position of the workpiece 12 in the scanning area 32 and thus on the support 14 can be determined very precisely.

3 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Auflage 14, auf der das Werkstück 12 aufliegt. Dargestellt ist insbesondere der Aufnahmebereich 18 um das Werkstück 12 und der Abtastbereich 32, dessen Rand zwischen dem Rand des Aufnahmebereichs 18 und den Kanten des Werkstücks 12 ausgebildet ist. 3 shows a plan view of a first embodiment of the support 14 on which the workpiece 12 rests. In particular, the recording area 18 around the workpiece 12 and the scanning area 32 are shown, the edge of which is formed between the edge of the recording area 18 and the edges of the workpiece 12 .

4 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Auflage 14, auf der das Werkstück 12 aufliegt. Die Auflage 14 weist einen Anschlag 36 auf, zum Beispiel zur Anlage des Werkstücks 12. Dargestellt ist auch eine Referenzlage RL, die zum Beispiel eine Lage des Werkstücks 12 darstellt, in der das Werkstück 12 zur weiteren Bearbeitung angeordnet sein soll. Das Werkstück 12 befindet sich hier im Vergleich zu der Referenzlage RL in einer Schieflage, die hier durch einen Drehwinkel 38 zwischen der Referenzlage und den Kanten des Werkstücks 12 definiert ist. Eine solche Schieflage kann durch die Kamera 16 und den Abstandsmesser 20 (vgl. 1) schnell und mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Anschließend kann die Lage des Werkstücks 12 korrigiert werden, um das Werkstück 12 in die Referenzlage RL zu bringen. 4 shows a plan view of a second embodiment of the support 14 on which the workpiece 12 rests. The support 14 has a stop 36, for example for abutting the workpiece 12. A reference position RL is also shown, which represents, for example, a position of the workpiece 12 in which the workpiece 12 is to be arranged for further processing. The workpiece 12 is here in an inclined position compared to the reference position RL, which is defined here by a rotation angle 38 between the reference position and the edges of the workpiece 12 . Such a misalignment can be detected by the camera 16 and the distance meter 20 (cf. 1 ) can be determined quickly and with high accuracy. The position of the workpiece 12 can then be corrected in order to bring the workpiece 12 into the reference position RL.

Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks 12 unter automatischer Lageerfassung des Werkstücks 12 auf einer Auflage 14. Eine Kamera 16 stellt digitale Bilddaten eines Aufnahmebereichs 18 der Auflage 14 bereit, wobei das Werkstück 12 in einer Draufsicht auf die Auflage 14 in dem Aufnahmebereich 18 angeordnet ist. Unter Verwendung der digitalen Bilddaten wird eine erste Lageangabe zur Lage des Werkstücks 12 berechnet, insbesondere zur Position, Ausdehnung und/oder Ausrichtung des Werkstücks 12 auf der Auflage 14. Die erste Lageangabe wird verwendet, um eine Position oder Bahn eines Abstandsmessers 20 zu berechnen, wobei der Abstandsmesser 20 die Position einnimmt oder die Bahn durchläuft, während der Abstandsmesser 20 Abstände zu Punkten auf der Oberfläche des Werkstücks 12 misst. Durch die gemessenen Abstände wird eine zweite Lageangabe des Werkstücks 12 berechnet, die insbesondere genauer als die erste Lageangabe ist.Taking all the figures of the drawing together, the invention relates to a method for processing a workpiece 12 with automatic position detection of the workpiece 12 on a support 14. A camera 16 provides digital image data of a recording area 18 of the support 14, with the workpiece 12 in a plan view is arranged on the support 14 in the receiving area 18 . A first indication of the position of the workpiece 12 is calculated using the digital image data, in particular the position, extension and/or orientation of the workpiece 12 on the support 14. The first indication of the position is used to calculate a position or path of a distance measuring device 20, wherein the distance meter 20 occupies the position or traverses the path while the distance meter 20 measures distances to points on the surface of the workpiece 12 . A second position indication of the workpiece 12 is calculated from the measured distances, which is in particular more precise than the first position indication.

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Claims (9)

Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (12) auf einer Auflage (14) unter automatischer Lageerfassung des Werkstücks (12), aufweisend die Schritte: a) Erzeugen einer Bildaufnahme eines Aufnahmebereichs (18) der Auflage (14) mit dem Werkstück (12), wobei das Werkstück (12) in dem Aufnahmebereich (18) auf der Auflage (14) aufliegt; b) Bestimmen einer ersten Lageangabe zur Lage des Werkstücks (12) auf der Auflage (14) anhand der Bildaufnahme; c) Festlegen der Position und/oder Bahn eines Abstandsmessers (20) zum Abtasten der Oberfläche des Werkstücks (12) durch den Abstandsmesser (20) anhand der ersten Lageangabe; d) Abtasten der Oberfläche des Werkstücks (12) mit dem Abstandsmesser (20) unter Bestimmen der Abstände zwischen den abgetasteten Oberflächenpunkten und dem Abstandsmesser (20); e) Bestimmen einer zweiten Lageangabe zur Lage des Werkstücks (12) auf der Auflage (14) anhand der gemessenen Abstände.Method for processing a workpiece (12) on a support (14) with automatic position detection of the workpiece (12), having the steps: a) generating an image recording of a recording area (18) of the support (14) with the workpiece (12), the workpiece (12) lying on the support (14) in the recording area (18); b) determining a first indication of the position of the workpiece (12) on the support (14) on the basis of the image recording; c) determining the position and/or path of a distance meter (20) for scanning the surface of the workpiece (12) by the distance meter (20) on the basis of the first position information; d) scanning the surface of the workpiece (12) with the distance meter (20) to determine the distances between the scanned surface points and the distance meter (20); e) determining a second indication of the position of the workpiece (12) on the support (14) using the measured distances. Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend das Bestimmen des Abstands des Werkstücks (12) von einem Referenzpunkt, insbesondere an einem Anschlag (36) der Auflage (14).procedure after claim 1 , comprising determining the distance of the workpiece (12) from a reference point, in particular at a stop (36) of the support (14). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend das Bestimmen des Abstands und/oder des Drehwinkels (38) des Werkstücks (12) in Bezug auf eine Referenzlage (RL).Method according to one of the preceding claims, comprising determining the distance and/or the angle of rotation (38) of the workpiece (12) in relation to a reference position (RL). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstandsmesser (20) die Abstände mechanisch, kapazitiv und/oder optisch bestimmt, insbesondere unter Aussenden und Empfangen eines Laserstrahls (34).Method according to one of the preceding claims, in which the distance meter (20) determines the distances mechanically, capacitively and/or optically, in particular by emitting and receiving a laser beam (34). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend das Bestimmen eines Abtastbereichs (32) zum Abtasten der Oberflächen des Abtastbereichs (32) und des Werkstücks (12) anhand der ersten Lageangabe, wobei der Abtastbereich (32) in der Draufsicht auf die Auflage das Werkstück (12) umgibt.Method according to one of the preceding claims, comprising the determination of a scanning area (32) for scanning the surfaces of the scanning area (32) and the workpiece (12) on the basis of the first position information, the scanning area (32) having the workpiece ( 12) surrounds. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend das Festlegen von Bearbeitungsparametern zum Bearbeiten des Werkstücks (12) anhand der zweiten Lageangabe des Werkstücks (12), insbesondere zum Bearbeiten des Werkstücks (12) mit einem Laserstrahl (34).Method according to one of the preceding claims, comprising the definition of processing parameters for processing the workpiece (12) using the second position information of the workpiece (12), in particular for processing the workpiece (12) with a laser beam (34). Vorrichtung (10) zum Bearbeiten eines Werkstücks (12) auf einer Auflage (14) unter automatischer Lageerfassung des Werkstücks (12), aufweisend: I. Eine Kamera (16) zum Erzeugen einer Bildaufnahme eines Aufnahmebereichs (18) der Auflage (14) mit dem Werkstück (12), wobei das Werkstück (12) in dem Aufnahmebereich (18) auf der Auflage (14) aufliegt; II. Einen Abstandsmesser (20) zum Abtasten der Oberfläche des Werkstücks (12) unter Bestimmen der jeweiligen Abstände zwischen den abgetasteten Oberflächenpunkten und dem Abstandsmesser (20); III. Eine Steuerung (28), ausgebildet i. zum Bestimmen einer ersten Lageangabe zur Lage des Werkstücks (12) auf der Auflage (14) anhand der Bildaufnahme, ii. zum Bestimmen der Position und/oder Bahn des Abstandsmessers (20) beim Abtasten des Werkstücks (12) anhand der ersten Lageangabe und iii. zum Bestimmen einer zweiten Lageangabe zur Lage des Werkstücks (12) auf der Auflage (14) anhand der durch den Abstandsmesser (20) gemessenen Abstände.Device (10) for processing a workpiece (12) on a support (14) with automatic position detection of the workpiece (12), having: I. A camera (16) for generating an image recording of a recording area (18) of the support (14) with the workpiece (12), the workpiece (12) lying on the support (14) in the recording area (18); II. A distance meter (20) for scanning the surface of the workpiece (12) to determine the respective distances between the scanned surface points and the distance meter (20); III. A controller (28) formed i. for determining a first indication of the position of the workpiece (12) on the support (14) based on the image recording, ii. for determining the position and/or path of the distance measuring device (20) when scanning the workpiece (12) using the first position information and iii. for determining a second indication of the position of the workpiece (12) on the support (14) based on the distances measured by the distance meter (20). Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Abstandsmesser (20) Messeinrichtungen zum mechanischen, kapazitiven und/oder optischen Messen der Abstände aufweist, insbesondere eine Laserquelle (22) und einen Laserempfänger (24).device after claim 7 , wherein the distance meter (20) has measuring devices for mechanical, capacitive and/or optical measuring of the distances, in particular a laser source (22) and a laser receiver (24). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei die Steuerung (28) zum Bestimmen eines Abtastbereichs (32) zum Abtasten der Oberflächen des Abtastbereichs (32) und des Werkstücks (12) anhand der ersten Lageangabe ausgebildet ist, wobei der Abtastbereich (32) in der Draufsicht auf die Auflage (14) das Werkstück (12) umgibt.Device according to one of Claims 7 until 8th , wherein the controller (28) is designed to determine a scanning area (32) for scanning the surfaces of the scanning area (32) and the workpiece (12) on the basis of the first position information, the scanning area (32) being in plan view of the support (14 ) surrounds the workpiece (12).
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