PT1916046E - Processo e dispositivo para o corte mecânico de uma peça de trabalho em forma de placa - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O CORTE MECÂNICO DE UMA PEÇA DE TRABALHO EM FORMA DE PLACA" A invenção refere-se a um processo para o corte mecânico de uma peça de trabalho em forma de placa, compreendendo uma detecção óptica, sem contacto, da posição e/ou da geometria e/ou de dimensões da peça de trabalho por meio de uma câmara, e uma análise por meio de tratamento de imagem (veja-se o documento EP-A-1342527) .

Além disso, a invenção refere-se a um dispositivo para o corte mecânico de peças de trabalho em forma de placa, compreendendo uma câmara para a detecção óptica, sem contacto, da posição e/ou da geometria e/ou de dimensões da peça de trabalho, e uma unidade de análise com tratamento de imagem de dados gravados por meio da câmara.

Os modos do processo e os dispositivos conhecidos do estado da técnica e suas desvantagens são em seguida explicados em detalhe com base na figura 3: A figura 3 mostra o reconhecimento da posição e tamanho de uma placa 31 rectangular em relação ao sistema 32 de coordenadas da máquina. Em primeiro lugar, é definido o ângulo a, que descreve a posição dos eixos principais da placa em relação ao sistema 32 de coordenadas da máquina. 1

Para isto sao necessários dois pontos PI e P2, que se encontram num bordo 33 comum da placa 31.

Para a determinação de um ponto 37 de canto da placa 31 é necessário um terceiro ponto P3, que se encontra no outro bordo 34 do ponto 37 de canto a definir. 0 ponto 37 de canto encontra-se, então, no ponto de intersecção dos bordos 33, 34.

Para a determinação da largura e tamanho da placa 31 há que determinar outros pontos P4 e P5 respectivamente nos outros dois bordos.

Para a gravação dos pontos PI a P5 são conhecidos vários métodos. No caso mais simples a gravação sucede manualmente. Este método é, no entanto, impreciso e demorado.

Na gravação automática dos pontos PI a P5 é guiado um sensor mecânico ou óptico de um ponto na placa predefinido na direcção do eixo em X ou do eixo em Y, respectivamente, para a gravação de um ponto, até a "perda" da placa 31 ser reportada. Com uma velocidade mais lenta é, então, guiado em direcção oposta até o sensor reconhecer novamente matéria. 0 sinal do sensor é, no entanto, susceptível a perturbações, em particular o sensor é influenciado pela base da placa que, regra geral, é uma gradil.

Para a medição de objectos são também utilizados aparelhos de medição de coordenadas complexos. Estes consistem maioritariamente em três eixos móveis que estão sobrepostos de tal forma que formam um sistema de coordenadas cartesiano. A posição dos eixos móveis individuais é definida geralmente através de, respectivamente, um sistema de medida de 2 comprimento. No aparelho de medição de coordenadas descrito no documento DE 3941144 AI várias câmaras de vídeo oscilantes detectam a geometria do componente a ser trabalhado.

Do documento DE 10016195 AI é conhecido um outro aparelho de medição de coordenadas para a medição óptica de objectos utilizando uma câmara e uma unidade de iluminação. Aqui a câmara grava uma imagem de um objecto a medir em contraluz da unidade de iluminação, enquanto o objecto está disposto entre a unidade de iluminação e a câmara, de modo que tapa uma parte dos raios de luz que incidem da unidade de iluminação, na câmara. Esta disposição gera uma imagem rica em contraste, o que facilita a análise das informações de imagem assim obtidas através de tratamento de imagem digital. Como fonte de luz são utilizados lasers ou díodos emissores de luz.

Uma medição exacta de objectos com base nos métodos conhecidos exige um ajuste complexo, um gasto de tempo elevado e a manutenção de parâmetros envolventes constantes durante o processo de medição. Esta constante não é possível, no entanto, garantir facilmente no oxicorte de peças de trabalho sob condições de produção em fábricas de produção comuns. Por exemplo a iluminação da peça de trabalho pode-se alterar permanentmente devido ao movimento de pessoas e máquinas nas imediações. Também o elevado gasto de tempo não é geralmente aceitável sob condições de produção.

Objectivo Técnico A este respeito a invenção tem como objectivo subjacente o de indicar um processo que, com pouca perda de tempo, 3 possibilite um reconhecimento exacto e reproduzível da posição, e/ou geometria e/ou de dimensões da peça de trabalho a ser trabalhada, também sob condições de produção, assim como proporcionar um dispositivo adequado a tal. É ainda conhecido digitalizar desenhos técnicos e inserir os dados no comando da máquina. Com o auxílio de um fotoscópio o contorno desenhado é neste caso reconhecido, inserido no comando da máquina como coordenadas x e y e unido num corte de componente. No entanto, o método é muito lento, impreciso e permite apenas a detecção de contornos exteriores.

De modo idêntico são também digitalizadas placas de sobras. Neste caso são registados manualmente pontos do contorno da placa de sobra e os dados e os dados são inseridos no comando da máquina e unidos numa placa de sobra. 0 método é, no entanto, impreciso, demorado e não permite a gravação de contornos circulares nem de contornos interiores. A este respeito a invenção tem também como objectivo subjacente o de indicar um processo melhorado para a digitalização de desenhos técnicos e placas de sobra.

Este objectivo é solucionado de acordo com a invenção através de um processo de acordo com reivindicação 1. A detecção da posição e do contorno de uma peça de trabalho no processo de acordo com a invenção sucede por meio de câmara e de tratamento de imagem. Para a determinação de um bordo da peça de trabalho a zona de imagem da câmara é movida sobre a superfície da peça de trabalho. Por regra, a câmara é neste caso guiada sobre a superfície da peça de trabalho; mas pode também 4 ser montada fixamente num local. A localização global do bordo da peça de trabalho sucede num primeiro modo de funcionamento, no qual a câmara é operada com baixa resolução. Isto permite uma rápida digitalização da superfície, a qual de seguida será também denominada de "movimento de busca". Se um bordo da peça de trabalho foi localizado deste modo, a câmara é mudada para um segundo modo de funcionamento com resolução óptica superior e é gerada uma gravação da zona em causa com resolução superior. Esta gravação é analisada por meio de análise de imagem. A resolução superior possibilita um reconhecimento da posição exacta do bordo em causa e, como tal, também do ângulo de posição α em relação ao sistema de coordenadas da máquina.

Os restantes bordos e pontos de canto podem ser determinados da mesma forma, conforme é explicado acima com base na descrição da figura 3. 0 processo de acordo com a invenção permite, no entanto, uma outra forma de processo mais rápida. Pois, após a descoberta de um bordo da peça de trabalho, a câmara ou a zona de imagem da câmara ao longo do bordo até um ponto de canto e, a partir daí, ao longo de todo o contorno, pode ser guiada e, assim, o contorno da peça de trabalho ser determinado muito rapidamente. 0 reconhecimento completo da posição e dos bordos da peça de trabalho dá-se, assim, a partir de uma sequência de movimentos de busca, gravações e análises. 0 processo é, basicamente, independente do material da peça de trabalho e adequado, por exemplo, a peças de trabalho de metal, matéria plástica, madeira, cerâmica ou vidro.

De um modo preferido é gerada uma imagem da zona do bordo 5 da peça de trabalho detectado por meio da câmara em funcionamento no segundo modo de funcionamento com resolução óptica superior, e a imagem é avaliada por meio de tratamento de imagem. A câmara ou a zona de gravação da câmara é, assim, posicionada em primeiro lugar sobre a superfície da peça de trabalho, de modo que seja obtida uma gravação de uma primeira área parcial. A câmara é neste caso - ou será neste caso -ajustada ao primeiro modo de funcionamento, de tal modo que a superfície da peça de trabalho surja fundamentalmente (e no caso ideal totalmente) branca. Isto sucede, por exemplo, através de ajuste de um valor de contraste elevado. A gravação assim gerada consiste assim fundamentalmente em píxeis brancos, o que aqui é designado por "nível de branco" alto. 0 nível de branco da área parcial afectada e seus dados de posição em relação ao sistema de coordenadas da máquina são determinados e guardados.

De seguida a câmara (ou a zona de detecção da câmara) é movida no primeiro modo de funcionamento - e, como tal, de forma muito rápida - numa direcção de movimento predefinida, e são geradas - também de forma muito rápida - gravações contínuas de áreas parciais sucessivas, que se sobrepõem ligeiramente, respectivamente com a área parcial anterior. Simultaneamente e sem interrupção do movimento de busca a respectiva gravação é analisada quanto ao seu "nível de branco" e à posição local e pelo menos os dados de posição são guardados. A análise compreende ainda uma comparação com um valor limite predefinido para o nível de branco e, alternativamente ou complementarmente, uma comparação com o nível de branco da gravação anterior (esta comparação é aqui também designada por "comparação-claro-escuro") . 6

Através de prosseguimento sucessivo da câmara na mesma direcção de movimento são digitalizados, deste modo, muito rapidamente as zonas parciais até um bordo da peça de trabalho. Neste caso a superfície da peça de trabalho surge para a câmara, por regra, quase uniformemente branca. Na zona de um bordo da peça de trabalho são, no entanto, identificados cada vez mais píxeis escuros (pretos), que podem estar rodeados de píxeis claros (que resultam por exemplo da grade de um gradil de corte) .

Se se der um valor abaixo de um valor limite preajustado ou variável para o nível de branco e/ou uma diferença de ambos os níveis de branco de áres parciais sobrepostas que ultrapasse um valor de diferença limite, então isto é considerado como indicação da existência de um bordo da peça de trabalho. A partir da área parcial detectada pela comparação-claro-escuro - ou de uma zona parcial escolhida da mesma - é de seguida gerada por meio da câmara uma outra gravação, no entanto desta vez com uma resolução superior. A resolução superior pode conter um número de píxeis superior por unidade de área e/ou um aumento óptico superior e/ou um número de cores superior. A gravação de maior resolução é de seguida analisada por meio de análise de imagem e, com base na mesma, é definida a posição do bordo da peça de trabalho.

Deste modo é também possibilitado além disso uma detecção exacta de bordos da peça de trabalho chanfrados.

Tendo em conta este modo de processo demonstrou-se como sendo favorável quando os primeiros parâmetros de gravação da câmara no passo do processo b) são ajustados de tal forma que a 7 gravação mostre um nível de branco com pelo menos 80%, de um modo preferido pelo menos 90% de píxeis brancos.

Através de um nível de branco elevado, eventuais manchas escuras são desvanecidas e resulta uma elevada sensibilidade de análise, de modo que sejam evitadas interpretações erradas apesar da alta velocidade de digitalização.

Além disso comprovou-se, quando no caso positivo o passo do processo f) é antecedido de uma medida, na qual zonas de superfície da gravação com maioritariamente pixeis pretos são ocultados opticamente ou por cálculo.

Esta medida justifica-se por ao digitalizar a superfície da peça de trabalho ou um desenho técnico, a base da peça de trabalho (por exemplo um gradil de corte) ou o limite exterior da folha de desenho também ser sempre gravado, onde podem estar presentes zonas claras rodeadas de zonas escuras. Estas zonas claras, que não devem ser associadas à peça de trabalho, podem adulterar a determinação da posição dos bordos. Por isso, as zonas com píxeis claros que estão rodeados de píxeis escuros são diminuídas ou eliminadas por cálculo ou opticamente, por exemplo através de aumento por cálculo das zonas escuras, ou através de ofuscamento ou através de sobreposição da câmara. Deste modo as zonas menores com píxeis claros desaparecem de modo que por fim permaneça bem reconhecível o limite entre o bordo da peça de trabalho claro e a vizinhança escura. A sua posição é, assim, identificável com precisão o que facilita a análise de imagem automática. O desvio do bordo gerado pela diminuição por cálculo ou óptica das zonas de píxeis escuras pode facilmente ser considerada e devidamente corrigida.

Por regra a câmara já continuou para a próxima área parcial, antes de a análise fornecer um nivel de branco conspicuamente baixo para uma área parcial. De acordo com isto, é preferido um modo de processo, no qual no caso positivo o passo do processo f) é antecedido de uma medida, na qual a câmara com base nos dados de posição guardados é movida de volta à área parcial com um nivel de branco abaixo do valor limite em sentido oposto ao do movimento. A câmara é portanto, caso necessário, movida de volta à área parcial detectada pela comparação-claro-escuro, cuja posição tinha sido guardada, conforme decrito acima.

Em particular tendo em conta uma execução tão rápida quanto possível do reconhecimento da posição e dos contornos, o movimento da câmera sucede de acordo com o passo do processo c) com uma velocidade de movimento de pelo menos 20 m/min, de um modo preferido pelo menos 35 m/min.

Como particularmente vantajoso provou-se um modo de realização do processo de acordo com a invenção, no qual o valor limite de acordo com o passo do processo d) é ajustado de forma variável em função do nível de branco da gravação da área parcial anterior.

Aqui a comparação-claro-escuro sucede ao digitalizar a superfície por meio da câmara com valor limite variável. Deste modo são evitadas interpretações erradas que se podem dar devido a alterações ópticas graduais da superfície da peça de trabalho. Aqui haveria a mencionar em particular casos de sombra ou alterações da natureza da superfície, tais como, por exemplo, descolorações ou zonas de reflexo diferente. O novo valor limite 9 é neste caso formado, por exemplo, com base no nível de branco médio da actual área parcial completa ou também com base no nível de branco em zonas escolhidas da actual área parcial, em que as zonas escolhidas então, por regra, se situam numa secção da actual área parcial que está virada para a zona de sobreposição com a área parcial anterior.

Comprovou-se a utilização de uma câmara em escala de cinza como câmara.

Uma câmara em escala de cinza fornece, em comparação com uma câmara a cores com igual quantidade de dados, uma resolução local superior. Câmaras digitais adequadas são câmaras CCD ou CMOS .

Além disso comprovou-se como sendo favorável ajustar a abertura da câmara no primeiro modo de funcionamento de tal forma que seja obtida uma nitidez de profundidade de pelo menos 20 mm, de um modo preferido pelo menos 30 mm.

Deste modo podem também ser trabalhadas peças de trabalho de diferentes espessuras sem ajustes posteriores complexos, por se dar sempre uma imagem nítida e analisável com exactidão no segundo modo de funcionamento. Em particular é também facilitado o reconhecimento de bordos da peça de trabalho chanfrados.

Além disso comprovou-se como sendo favorável, quando é utilizada uma câmara com zoom automático.

Deste modo é garantido que a câmara está sempre focada na superfície da peça de trabalho a trabalhar. 10

Neste contexto é também vantajoso quando a câmara é ajustável em altura.

Deste modo pode sempre ser mantida uma distância óptima entre a superfície da peça de trabalho e a câmara (por exemplo 50 mm) mesmo com variação de espessuras das peças de trabalho a medir.

Além disso comprovou-se utilizar uma câmara com uma objectiva grande-angular.

Na utilização de uma objectiva grande-angular (por exemplo com uma distância focal de 28 mm) é - com distância de trabalho disponível - gravada com cada gravação por meio da câmara uma área relativamente grande e, deste modo, o processo de reconhecimento dos bordos e da posição é acelerado.

De seguida a invenção é explicada em detalhe com base em exemplos de realização e num desenho. No desenho mostra individualmente:

Figura 1 uma representação esquemática para a explicação da localização dos bordos e reconhecimento dos contornos por meio do processo de acordo com a invenção,

Figura 2 uma representação esquemática para a determinação do tamanho de uma peça de trabalho por meio do processo de acordo com a invenção,

Figura 3 uma representação esquemática para a explicação dos modos de processo conhecidos do estado da técnica, 11

Figura 4 uma representação esquemática para a explicação da digitalização de desenhos e componentes com base no processo de acordo com a invenção, e

Figura 5 uma representação esquemática para a explicação da digitalização de componentes de sobra de acordo com o processo de acordo com a invenção.

Exemplo de realizaçao 1. Reconhecimento de contornos por meio de câmara para a determinação da posição e tamanho da placa A figura 1 refere-se à localização do canto A de uma peça de trabalho com formato de uma placa rectangular. Qualquer outro canto pode ser encontrado igualmente. Aqui altera-se eventualmente o ponto de partida e/ou as direcções do movimento de busca.

Passo 1:

Com ajuda de uma câmara de escala de cinzentos CMOS ou CCD acompanhante e ajustável em altura é reconhecido a partir das imagens 3 captadas um bordo 2 ao ser guiada para cima da placa 1 ou para baixo da placa 1.

Para tal a câmara é em primeiro lugar posicionada numa posição qualquer por cima da superfície da placa 1 numa distância de trabalho de 50 mm. A câmara está equipada com uma função de foco automático e com uma objectiva de grande-angular 12 com uma distância focal de 28 mm. Os parâmetros de gravação da câmara são ajustados de tal forma que a superfície da placa 1 surja fundamentalmente branca. Isto sucede através de ajuste automático de uma duração de iluminação suficientemente longa e de um valor de contraste suficientemente alto.

Na gravação assim gerada da área parcial em questão da superfície o número de píxeis brancos entre a totalidade dos píxeis é de 95% (actual nível de branco). A iluminação habitual do pavilhão de produção é, para tal, suficiente; uma iluminação adicional da superfície da placa não é necessária. No comando da máquina é guardado um respectivo valor limite inicial para o nível de branco de 95%.

De seguida a câmara é movida com os mesmos parâmetros de gravação e com uma velocidade de 35 m/min em direcção 5 de movimento predefinida ao longo da superfície da placa 1. Simultaneamente são neste caso geradas continuamente gravações de outras áreas 3 parciais da superfície, que se sobrepõem ligeiramente respectivamente com a área parcial anterior. Todas as gravações são analisadas quanto ao seu "nível de branco" e à posição local e os dados são guardados. 0 valor limite para o nível de branco é simultaneamente adaptado continuamente às condições na última gravação de área parcial. Esta adaptação sucede de modo que no último terço da área parcial actual portanto no terço, que está mais perto da extremidade da área parcial anterior - o valor médio do nível de branco (em %) é determinado. Com base no valor assim determinado é então determinado o novo valor limite actual. 0 caminho da câmara é interrompido, assim que a "comparação-claro-escuro" na gravação de uma área 4 parcial dê 13 que o actual nível de branco (em %) médio de toda a área 4 parcial seja inferior ao actual valor limite em mais de 5%. Isto é um indício para um bordo 2 da peça de trabalho.

Por regra, a análise das informações de imagem segue o movimento da câmara. Por isso, no caso de um valor de nível de branco abaixo do valor limite, a câmara é retrocedida com base nos dados de posição guardados até à área 4 parcial relevante, que apresenta um nível de branco reduzido não permitido.

Um outro desafio é o facto de o gradil de corte, em cima do qual está a placa 1, gerar frequentemente zonas com píxeis brancos e pretos durante o digitalizar por meio da câmara, o que pode dificultar a determinação da verdadeira posição dos bordos. Por isso as zonas com píxeis escuros são diminuídas opticamente através de sobreposição da câmara e, assim, eliminadas. Os parâmetros de gravação ajustados no primeiro modo de funcionamento da câmara podem para este fim - consoante a largura da estrutura de grade - já ser suficientes. Deste modo desaparecem pequenas zonas com píxeis escuros, de modo que por fim o limite entre o bordo claro da peça de trabalho e a vizinhança escura permaneça bem reconhecível. Um eventual desvio óptico do verdadeiro bordo por consequência de uma sobreposição da câmara é, devido aos passos do processo seguintes, irrelevante e pode também ser facilmente corrigido. A partir da área 4 parcial assim definida é gerada por meio da câmara uma outra gravação com uma resolução óptica superior (no segundo modo de funcionamento). A resolução superior é obtida através de um número de píxeis superior por unidade de área. 14 A assim gerada gravação de resolução superior é analisada de seguida por meio de análise de imagem e a posição e o ângulo do bordo da peça 2 de trabalho em questão é exactamente determinado em relação ao sistema de coordenadas da máquina e os dados são guardados. Simultaneamente podem neste caso também ser reconhecidos e determinados bordos chanfrados.

Passo 2:

Após a determinação do bordo 2 da placa (posição e ângulo) a câmara efectua com auxílio das informações analisadas um movimento de busca no modo de funcionamento rápido (baixa resolução) ao longo do bordo 2 até o canto A ser encontrado nas imagens gravadas neste caso. A análise sucede com base numa gravação com alta resolução. Com as informações recolhidas o ponto A de canto e o ângulo de inclinação da placa 1 pode, assim, ser determinado com ainda maior precisão em relação ao sistema de coordenadas da máquina.

Para o caso de o canto A por acaso se encontrar na área 4 parcial analisada, é desnecessário o movimento de busca ao longo do bordo 2 em direcção do ponto de canto. Caso contrário, este movimento de busca por meio da câmara é executado. Se o bordo A fica distante da área 4 parcial a precisão de determinação do ângulo pode ser aumentada utilizando um ponto no bordo 2 da gravação da área 4 parcial e o ponto A de canto para a determinação do ângulo.

Para aumentar ainda mais a precisão da determinação do ângulo pode, após a localização do canto A, adicionalmente ser gerada uma gravação de uma outra área 7 parcial na zona de um 15 dos dois bordos 2, 6 do ponto A de canto. Quanto mais distante esta área 7 parcial estiver do ponto A de canto, mais precisa é a medição do ângulo. Desta forma a gravação da área 4 parcial no bordo 2 com o ponto A de canto e a gravação da área 7 parcial distante é analisada e utilizada para a determinação do ângulo.

No caso de o ponto A de canto da placa 1 se encontrar sempre numa zona definida que seja menor que o tamanho da imagem (=gravação), o ponto de canto pode também ser abordado directamente, ou gravado com uma câmara fixa.

Passo 3: A figura 2 mostra esquematicamente o processo para a determinação do tamanho da placa 1 após localização da posição da placa. Para tal, sucede um movimento de busca com as informações recolhidas num dos dois bordos 2, 7 do canto A até ao ponto B de canto vizinho. Após análise da posição e do ângulo do segundo ponto B de canto sucede um movimento de busca no bordo 8 encontrado de novo até ao terceiro ponto C de canto. Com estas informações são determinados o comprimento e a largura da placa 1. A invenção é também utilizável para o reconhecimento de um componente disponível como modelo para podução de um novo componente, para a digitalização de um desenho técnico de um componente a ser cortado e para a gravação e reconhecimento de placas de sobra. Isto é explicado de seguida em maior detalhe: 16 2. Reconhecimento de componentes

Os componentes são gravados com a câmara CMOS ou CCD e os contornos interiores e exteriores são digitalizados. 0 componente digitalizado é disponibilizado a outras aplicações para o processamento seguinte.

Se o componente for menor do que o tamanho da gravação gerada por meio da câmara os contornos são digitalizados directamente a partir da gravação.

Se o componente for maior do que o tamanho da zona de gravação da câmara, são gravadas de forma reticulada várias gravações em direcção do eixo em x e em direcção do eixo em y e unidas numa imagem por meio da técnica de Stitching. A partir desta imagem são em seguida digitalizados os contornos interiores e exteriores do componente. A figura 4 mostra esquematicamente uma imagem 40 de um componente 42 com contorno 43 interior e contorno 44 exterior que é unida com base em ao todo seis gravações 41. Para o reconhecimento dos contornos (43; 44) do componente a imagem 40 é digitalizada. 3. Digitalização de desenhos

Um desenho técnico contém um ou vários componentes. Com uma câmara CMOS ou CCD o desenho é gravado e os contornos interiores e exteriores são digitalizados. O componente digitalizado ou os componentes digitalizados são disponibilizados a outras aplicações para o processamento seguinte. 17

Se o desenho for menor do que o tamanho da gravação gerada por meio da câmara, o contorno da peça de trabalho é digitalizado directamente a partir da gravação.

Se o desenho for maior do que o tamanho da zona de gravação da câmara, são gravadas de forma reticulada várias gravações em direcção do eixo em x e em direcção do eixo em y e por exemplo por meio da técnica de Stitching unidas numa imagem. A partir desta imagem são em seguida digitalizados os contornos interiores e exteriores da peça de trabalho. 4. Gravaçao de placas de sobra A gravação de placas de sobra está representada esquematicamente na figura 5. Para gravar uma placa 51 de sobra, a câmara é guiada por meio do comando da máquina de forma reticulada em direcção do eixo em x e em direcção do eixo em y sobre toda a área da placa para gravar imagens 52 individuais da placa 51. As imagens individuais são unidas numa imagem 50 singular, e os contornos interiores (53) e exteriores (54) são digitalizados. A placa 51 de sobra digitalizada é disponibilizada a outras aplicações para o processamento seguinte.

Individualmente são solucionados as seguintes tarefas por meio do processo de acordo com a invenção e do dispositivo por meio de uma câmara CMOS ou câmara CCD acompanhante ou em pé.

Localização de uma peça de trabalho (uma placa) na mesa de corte e posterior análise da posição (por exemplo por meio de um ponto de canto de partida da placa e do ângulo de posição 18 relativamente ao sistema de coordenadas da máquina) e das dimensões (comprimento, largura).

Gravação de peças de trabalho e digitalização dos contornos interiores e exteriores. As informações digitais da peça de trabalho são reportadas ao comando da máquina e servem para o corte do componente, em particular para a planificação com contornos de componentes de componentes a cortar.

Gravação e digitalização de desenhos para a determinação de componentes, ou seja de planificações. Os dados digitais do componente ou do desenho são reportados ao comando da máquina e servem para o corte do componente, em particular para a planificação.

Gravação de uma chapa de sobra e análise através de digitalização dos contornos exteriores e eventuais contornos interiores. Os dados digitais são assumidos no comando da máquina. Na chapa de sobra podem ser planificados contornos de componentes de componentes a cortar.

As vantagens do processo de acordo com a invenção consistem principalmente numa alta precisão da medição, um rápido decorrer da medição, um alto grau de automatização e na independência do material.

Comum aos modos de processos acima mencionados é um conceito para a determinação de bordos e contornos de uma peça de trabalho (seja como placa a cortar, como padrão de componente real ou em forma de um desenho técnico de componente ou como componente de sobra), que de seguida é explicada em maior detalhe. 19 0 conceito compreende um primeiro passo de detecção, no qual por meio da câmara é executada uma "comparação-claro-escuro" da peça de trabalho e suas imediações (por regra isto é uma base, como por exemplo uma mesa de corte) , e um segundo passo de detecção, no qual é gerada e posteriormente analisada uma gravação óptica numa posição determinada (como por exemplo uma posição de um bordo) com base na comparação-claro-escuro. A comparação-claro-escuro é executada com uma primeira resolução óptica inferior e a gravação óptica destinada a análise com uma segunda resolução óptica superior. A comparação-claro-escuro é por exemplo executada operando a câmara num modo preto e branco. A resolução inferior permite uma detecção rápida de padrões claros e escuros e, quando aplicável, um veloz movimento relativo entre câmara e peça de trabalho. Para tal a superfície da peça de trabalho é iluminada de um modo preferido por meio de uma lâmpada de tal forma que surja extremamente clara (extremamente branca) e a base extremamente escura. Deste modo são reconhecidas na comparação-claro-escuro os bordos da peça de trabalho velozmente, com precisão e de forma reprodutível. Para isto também podem contribuir as definições da câmara, por exemplo através de ajuste de um elevado contraste.

No entanto na práctica a base da peça de trabalho também demontra com frequência zonas claras. Por exemplo ao colocar a peça de trabalho num gradil de corte ou o bordo de um desenho técnico. Estas podem adulterar a determinação da posição dos bordos. De acordo com a invenção, estas zonas são eliminadas da forma que se seque no decorrer da comparação-claro-escuro e assim é determinada a posição exacta do bordo da peça de trabalho: Sobre a superfície da peça de trabalho a câmara grava 20 por regra (quase) apenas píxeis claros (brancos). Estes são analisados, por exemplo contados. Na zona do bordo da peça de trabalho são reconhecidos cada vez mais píxeis escuros (pretos) que, no entanto, podem estar rodeados de píxeis claros (grade de gradil de corte). Com um aumento visível de píxeis escuros é de suspeitar de um bordo. Para evitar uma passagem por cima do bordo, a câmara é retrocedida um pouco.

Em seguida as zonas com píxeis claros são diminuídas ou eliminadas por cálculo ou opticamente, por exemplo através de aumento por cálculo das zonas escuras ou através de ofuscamento ou através de sobreposição da câmara. Deste modo as zonas menores com píxeis claros desaparecem de modo que por fim permaneça bem reconhecível o limite entre o bordo claro da peça de trabalho e as imediações escuras. A sua posição é, assim, exactamente reconhecível. 0 desvio do bordo por diminuição por cálculo ou óptica das zonas de píxeis claros pode ser facilmente tido em conta e devidamente corrigido.

No segundo passo de detecção, após a conclusão da determinação da posição do bordo, é gerada uma gravação do bordo com resolução óptica superior que possibilita uma análise mais precisa da posição do bordo. Esta gravação existe, de um modo preferido, como fotografia a cores, de um modo especialmente preferido como fotografia em escala de cinza.

Desta forma a localização e posição do bordo da peça de trabalho em relação ao sistema de coordenadas da máquina é determinada de forma exacta, reproduzível e rápida.

Lisboa, 16 de Agosto de 2012 21

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o corte mecânico de uma peça de trabalho em forma de placa, compreendendo uma detecção óptica, sem contacto, da posição e/ou da geometria e/ou de dimensões da peça de trabalho por meio de uma câmara, e uma análise por meio de tratamento de imagem, caracterizado por a detecção compreender um passo de processo para a localização global de um bordo da peça de trabalho, no gual a câmara, num primeiro modo de funcionamento, é operada com resolução óptica inferior e um segundo passo de processo para a determinação dos dados de posição exactos do bordo da peça de trabalho encontrado, no gual a câmara, num segundo modo de funcionamento, é operada com resolução óptica superior, em que a detecção compreende os seguintes passos de processo: a) posicionamento da câmara de tal modo que seja obtida uma gravação de uma primeira área parcial da superfície da peça de trabalho, b) ajuste dos primeiros parâmetros de gravação correspondentes ao primeiro modo de funcionamento da câmara de tal modo que a gravação mostre um nível de branco elevado, maioritariamente com píxeis brancos e análise da gravação obtendo-se um primeiro grupo de dados de gravação e de posição, c) movimentação da câmara no primeiro modo de funcionamento numa direcção de movimento predefinida por uma trajectória predefinida de tal modo que seja 1 obtida uma gravação de uma outra área parcial actual, a qual está disposta de forma deslocada em relação à área parcial anterior e se sobrepõe com esta numa zona de sobreposição, e análise da gravação obtendo-se um grupo actual de dados de gravação e de posição, d) comparação dos dados de gravação do grupo anterior e actual ou análise dos dados de gravação somente da área parcial actual a fim de verificar se o nivel de branco da gravação de área parcial actual é ou não inferior a um nivel limite relativo ou absoluto predefinido, e depois e) eventualmente, no caso negativo, continuar o movimento da câmara no primeiro modo de funcionamento na direcção de movimento predefinida e pela trajectória predefinida e repetição iterativa dos passos c) e d) de processo para a gravação a análise dos dados de gravação, pelo menos de uma outra área parcial actual, f) no caso positivo, ajuste de segundos parâmetros de gravação, que correspondem ao segundo modo de funcionamento da câmara e que, em comparação aos primeiros parâmetros de gravação, permitem uma resolução de imagem superior, e geração de uma gravação com resolução mais elevada da área parcial com um nivel de branco abaixo do valor limite, e análise da gravação em relação à posição de um bordo da peça de trabalho.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser gerada uma imagem na zona do bordo da peça de trabalho encontrado por meio da câmara no funcionamento no segundo 2 modo de funcionamento com resolução óptica superior, a imagem ser avaliada por meio de tratamento de imagem.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os primeiros parâmetros de gravação da câmara no passo b) de processo serem ajustados de tal modo que a gravação mostre um nível de branco com pelo menos 80%, de um modo preferido, pelo menos 90% de píxeis brancos.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por, no caso positivo, o passo f) de processo ser antecedido de uma medida, na qual zonas de superfície da gravação com píxeis maioritariamente pretos serem ocultas opticamente ou por cálculo.
5. 5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1, 3 ou 4, caracterizado por, no caso positivo, o passo f) de processo ser antecedido de uma medida, na qual a câmara é movimentada de volta à área parcial com um nível de branco abaixo do valor limite, em direcção oposta à de movimento.
6. 6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 ou 3 5, caracterizado por a movimentação da câmara de acordo com o passo c) de processo suceder com uma velocidade de movimentação de pelo menos 20 m/min, de um modo preferido pelo menos 35 m/min.
7. 7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 ou 3 6, caracterizado por o valor limite de acordo com o passo d) de processo ser ajustado de forma variável em função do nível de branco da gravação da área parcial anterior. 3
8. 8. Processo de anteriores, caracterizado por como câmara câmara em escala de cinza. acordo com uma das reivindicações ser utilizada uma
9. 9. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por no primeiro modo de funcionamento a abertura da câmara ser ajustada de modo que seja obtida uma nitidez de profundidade de pelo menos 20 mm, de um modo preferido pelo menos 30 mm.
10. 10. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser utilizada uma câmara com zoom automático.
11. 11 . Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a câmara ser ajustável em altura.
12. 12 . Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser utilizada uma câmara com uma obectiva grande-angular. Lisboa, 16 de Agosto de 2012 4