AT525822A1 - Verfahren zum Erkennen einer Linse und/oder Düse an einer Fokussiereinheit eines Laserplotters zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes, sowie Laserplotter zum Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes hierfür - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Laserplotter (1) und ein Verfahren zum Erkennen einer 5 Linse (24) und/oder Düse (25) an einer Fokussiereinheit (12) eines Laserplotters (1) zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes (7), bei dem in einem Gehäuse (3) des Laserplotters (1) zumindest eine Strahlenquelle (4) in Form eines Lasers (5,6) eingesetzt wird, wobei bei aktivierter Strahlenquelle (4) ein Laserstrahl (10) über Umlenkelemente (11) zu einer Fokussiereinheit (12) gelenkt wird und ein 10 Bearbeitungstisch (9) bzw. Bearbeitungsraum (8) über zumindest eine Kamera (23) erfasst wird. Zum Ermitteln der Linse (24) und/oder Düse (25) wird die Fokussiereinheit (12) auf eine definierte Position (31), bei der die Linse (24) und/oder Düse (25) für die Kamera (23) gut sichtbar ist, verstellt, worauf über die Kamera (23) ein Bild (28) der Fokussiereinheit (12) aufgenommen wird und über ein Analysetool die Linse (24) und/oder Düse (25) am 15 Bild (28) erkannt wird.

Description

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Verfahren zum Erkennen einer Linse und/oder Düse an einer Fokussiereinheit eines Laserplotters zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes, sowie Laserplotter zum Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes hierfür

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Linse und/oder Düse an einer Fokussiereinheit eines Laserplotters zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes, sowie einen Laserplotter zum Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes, wie sie in den Ansprüchen 1 und 14 beschrieben sind.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Lasermaschinen bzw. Laserplotter bekannt, bei denen eine oder mehrere Laserquellen betrieben werden. Hierzu wird von der Laserquelle ein Laserstrahl an einen Laserkopf oder eine Fokussiereinheit gesendet, wobei der Laserstrahl im Laserkopf oder der Fokussiereinheit über ein optisches Element, insbesondere eine Linse, fokussiert wird. Des Weiteren weisen der Laserkopf oder das Fokussierelement bzw. die Fokussiereinheit eine Düse auf, wobei die Auswahl der richtigen Düse die Qualität der Bearbeitung, insbesondere der Gravur, beeinflusst und die

Düse gleichzeitig einen Schutz der Linse von Staub oder Schmauch bietet.

Aus der DE 10 2011 078 359 A1 ist ein System für einen Laserkopf bekannt, bei dem an einem optischen Element, insbesondere einer Linse, ein Transponder angeordnet ist, der auslesbare Informationen enthält. Die Informationen werden von einer dem Transponder zugeordneten Schreib- und/oder Leseeinheit ausgelesen. Das optische Element und die dazugehörige Schreib- und/oder Leseeinheit sind dabei im Inneren des Gehäuses des Laserkopfes angeordnet. Nachteilig ist hierbei, dass die Linse im Inneren des Laserkopfes angeordnet ist und somit ein einfacher und schneller Tausch nicht möglich ist.

Weiters sind bereits Systeme des Anmelders, insbesondere der Trotec Laser GmbH, bekannt, bei denen das optische Element, insbesondere die Linse, in ein Linsengehäuse

integriert ist, wobei das Linsengehäuse von außen in ein Aufnahmeelement bzw. einer

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Linsenaufnahme einsetzbar ist. Dadurch ist ein einfacher Tausch oder Reinigung der Linse möglich, in dem ein Befestigungsrad durch Verdrehen das geklemmte Linsengehäuse der Linse frei gibt und das Linsengehäuse samt der Linse entnommen werden kann. Nachteilig ist hierbei, dass zwar ein einfacher Tausch möglich ist, jedoch bei einem Tausch der Linse der Typ der Linse manuell in der Software eingestellt werden muss. Dadurch kann es vorkommen, dass in der Software falsche Werte eingegeben oder ausgewählt werden oder dass der Nutzer auf die Anpassung der Linsenparameter in der Software vergisst.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Erkennen einer Linse und/oder Düse an einer Fokussiereinheit eines Laserplotters und einen Laserplotter hierzu zu schaffen, bei dem einerseits die obgenannten Nachteile vermieden werden und andererseits eine hohe Bedienerfreundlichkeit erreicht wird.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen und/oder Verfahrensmaßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Erkennen einer Linse und/oder Düse an einer Fokussiereinheit eines Laserplotters zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes gelöst, bei dem zum Ermitteln der Linse und/oder Düse die Fokussiereinheit auf eine definierte Position, bei der die Linse und/oder Düse für die Kamera gut sichtbar ist, verstellt wird, worauf über die Kamera ein Bild der Fokussiereinheit aufgenommen wird und über ein Analysetool die Linse und/oder Düse am Bild erkannt wird.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Verstellung oder Verfahren der Fokussiereinheit auf eine Position, bei der die Linse, insbesondere das Linsengehäuse, und/oder die Düse sehr gut sichtbar ist, erreicht wird, dass damit ein mit ausreichend hoher Qualität aufgenommenes Bild erzeugt werden kann, sodass eine sichere Auswertung der Linse und/oder Düse möglich ist. Würde die Fokussiereinheit bei Aktivierung zur Linsenund/oder Düsenerkennung in der Ruheposition zum Aufnehmen des Bildes verbleiben, so wäre ein sehr großer Abstand der Fokussiereinheit zur bevorzugt am Deckel des Laserplotters angeordneten Kamera gegeben, sodass die Auswertung des aufgenommenen Bildes keine Details, wie Aufdrucke, Beschriftungen, Gravuren, Farben erkennen lassen würde. Somit ist es vorteilhaft, wenn die Fokussiereinheit möglichst nahe an die Kamera verfahren bzw. positioniert wird, sodass ein gut sichtbares Bild,

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insbesondere im Nahbereich der Kamera, von der Fokussiereinheit oder einen Teil der Fokussiereinheit aufgenommen wird. Hierbei ist es auch möglich, dass die Tischhöhe entsprechend eingestellt wird, um ein qualitativ hochwertiges Bild aufnehmen zu können. Dabei ist es auch möglich, dass für die Ermittlung der Linse und/oder Düse auch mehrere unterschiedliche Positionen angefahren werden, wobei jedes Mal ein Bild zur Auswertung vom Analysetool aufgenommen wird. Weiters ist es auch möglich, dass je nach eingestellter Linse und/oder Düse in der Software verschiedene Positionen zum Aufnehmen eines Bildes angefahren werden, um für die Kontrolle der verwendeten Linse und/oder Düse das bestmögliche Bild erzeugen zu können. Es ist auch möglich, dass bei mehreren Kameras im Deckel nur eine Kamera zur Aufnahme eines Bildes für die Erkennung der Linse und/oder Düse aktiviert ist. Weiters ist es möglich, dass eine eigene Kamera für die Erkennung der Linse und/oder Düse eingesetzt wird, wobei diese Kamera ebenfalls im Deckel oder auch an den Seitenwänden des Bearbeitungsraums positioniert sein kann. Des Weiteren ist es möglich, dass die Bildaufnahme der Linse und/oder Düse

nicht direkt, sondern über einen oder mehrere Spiegel im Bearbeitungsraum erfolgt.

Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei denen die Erkennung der Linse über optische Merkmale, wie die Farbe des Linsengehäuses oder einen Aufdruck am Linsengehäuse oder eine Beschriftung oder Gravur am Linsengehäuse oder die geometrische Form oder Oberflächenstruktur des Linsengehäuses, erfolgt. Dadurch ist es möglich, dass auf unterschiedliche Arten die Erkennung der Linse durchgeführt werden kann. Einerseits ist es möglich, dass durch die verwendete Farbe für das Linsengehäuse diese Farbe ausgewertet werden kann und anschließend in einer Datenbank ein hinterlegter numerischer Wert der Farbe, der der Linse entspricht, zugeordnet werden kann. Andererseits ist es möglich, dass der numerische Wert oder eine Codierung, wie beispielsweise QR-Code, Datamatrix, Strichcode, Grafik oder ein eigener generierter Code, auf dem Linsengehäuse aufgedruckt, geklebt, beschriftet oder graviert ist und der numerische Wert direkt vom Analysetool ausgewertet wird. Ebenfalls kann die Form bzw. Ausbildung des Linsengehäuses erkannt werden und wiederum mit einer Datenbank abgeglichen werden. Es ist auch eine Kombination der optischen bzw. geometrischen Merkmale möglich.

Es sind aber auch die Maßnahmen von Vorteil, bei denen die Erkennung der Düse über optische Merkmale, wie die Farbe des Düsengehäuses oder einen Aufdruck am Düsengehäuse oder eine Beschriftung oder Gravur am Düsengehäuse oder die

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geometrische Form oder Oberflächenstruktur des Düsengehäuses, erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass auch die Düse auf unterschiedliche Arten erkannt werden kann. Wie zuvor für die Erkennung der Linse beschrieben, sind diese Varianten auch für die Erkennung der Düse möglich. Dadurch können die unterschiedlichsten Düsen zum eingestellten Bearbeitungsprozess eingestellt und/oder überprüft werden. Beispielsweise wird eine kurze Düse mit großem Lochdurchmesser (7mm) für den Laserstrahl zum Gravieren und Schneiden eingesetzt, wobei beim Schneiden von Arcryl diese Düse bevorzugt wird, da das Material nicht so schnell abkühlt und dadurch eine schöne Kante entsteht. Die Verwendung einer kurzen Düse mit kleinem Lochdurchmesser (3mm) wird hauptsächlich verwendet zum Schneiden von schmauchenden Materialien, wie beispielsweise Holz, da durch die kleine Lochöffnung der Luftstrom konzentriert wird, wodurch entsprechende Schmauch und Schneidgase weggeblasen werden. Diese Düse eignet sich jedoch nicht zum Gravieren von staubintensiven Materialien, wie z.B. Kunststoff, Gummi, da dadurch die kleine Öffnung der Düse schnell verlegt wird. Auch ist der Einsatz einer langen Düse mit beispielsweise kleinem Lochdurchmesser (3mm) von Vorteil, wenn ein Fokusabstand beim Einsatz einer 2,5“ Linse zum Material ausgeglichen werden soll. Selbstverständlich

können noch andere Ausbildungen von Düsen eingesetzt werden.

Vorteilhaft sind die Maßnahmen, bei denen zu den Linsen und/oder Düsen Kriterien oder Vorgabewerte in einer Datenbank hinterlegt werden. Dadurch wird erreicht, dass spezielle Daten, wie beispielsweise die Brennweite, für den Einsatz einer bestimmten Linse abgerufen werden können, um einen korrekten Bearbeitungsprozess durchführen zu können. Insbesondere beim Tausch der Linse ist es wesentlich, dass die wichtigsten Parameter abgerufen und eingestellt werden, um eine korrekte Bearbeitung des Werkstückes zu ermöglichen. Beispielsweise wird die Bearbeitungstischposition bzw. Bearbeitungstischhöhe durch das Ändern einer Linse ebenfalls geändert, da die neue Linse eine andere Brennweite aufweist. Somit wird eine automatische Anpassung der wesentlichen Parameter in der Software durchgeführt, sodass der User keinerlei

Anpassungen vornehmen muss.

Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei denen die Kamera im Deckel des Gehäuses des

Laserplotters angeordnet wird und sowohl in geschlossener als auch geöffneter Position des Deckels auslösbar ist. Dadurch wird erreicht, dass die Kamera, die für das Erfassen der Position eines eingelegten Werkstückes im Bearbeitungsraum eingesetzt wird, auch

für die Erkennung der Linse und/oder Düse verwendet werden kann. Somit kann mit einer

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Kamera für die Ermittlung einer Position eines Werkstücks in einem Bearbeitungsraum eines Laserplotter und das Erkennen einer Linse und/oder Düse an einer Fokussiereinheit eines Laserplotters das Auslangen gefunden werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass für die Erkennung der Linse und/oder Düse eine eigene Kamera angeordnet wird, sodass je nach Position dieser Kamera die Fokussiereinheit zum Aufnehmen eines Bildes verstellt wird.

Vorteilhaft sind die Maßnahmen, bei denen die erkannte Linse und/oder Düse mit der in der Steuereinheit oder einer Software eingestellten Linse und/oder Düse verglichen wird oder bei denen die erkannte Linse und/oder Düse von der Steuereinheit übernommen wird. Dadurch wird erreicht, dass ein Tausch einer Linse und/oder Düse automatisch erkannt wird. Hierbei wird bei fehlender Übereinstimmung der eingesetzten Linse und/oder Düse mit der eingestellten Linse und/oder Düse der Anwender beispielsweise durch Öffnen eines Fensters an der angeschlossenen Komponente, insbesondere Laptop, darauf hingewiesen, dass die verwendete Linse und/oder Düse nicht mit der eingestellten Linse und/oder Düse übereinstimmt. Vorzugsweise wird weiters abgefragt, ob die neu verwendete Linse und/oder Düse übernommen werden soll. Stimmen die Linse und/oder Düse überein, so kann beispielsweise der Bearbeitungsprozess gestartet werden. Hierbei ist es möglich, dass nach dem Aktivieren des Bearbeitungsprozess automatisch eine Abfrage bzw. Überprüfung der Linse und/oder Düse durchgeführt wird.

Es sind aber auch die Maßnahmen von Vorteil, bei denen von der Kamera mehrere Bilder der Fokussiereinheit bzw. der Linse und/oder Düse, an unterschiedlichen Positionen der Fokussiereinheit, aufgenommen werden. Dadurch wird sichergestellt, dass aus der Vielzahl von aufgenommenen Bildern zumindest ein Bild mit guter Qualität zur Auswertung

vom Analysetool erzeugt wird.

Vorteilhaft sind die Maßnahmen, bei denen von der Kamera ein Referenzbild der Fokussiereinheit aufgenommen und in einer Datenbank hinterlegt wird. Dadurch wird erreicht, dass ein einfacher und schneller Vergleich des aufgenommenen Bildes mit dem Referenzbild möglich ist.

Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei denen am Referenzbild die Position der Linse

und/oder Düse festgelegt und ein neu aufgenommenes Bild an dieser Position

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ausgewertet wird. Dadurch wird erreicht, dass eine schnelle Auswertung ermöglicht wird, da die auszuwertenden Bereiche im Referenzbild hinterlegt sind.

Vorteilhaft sind die Maßnahmen, bei denen nach der Erkennung der Linse und/oder Düse diese mit der in der Software hinterlegten Linse und/oder Düse verglichen wird. Dadurch wird erreicht, dass damit Abweichungen automatisch festgestellt werden.

Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei denen die Erkennung der Linse und/oder Düse beim Start eine Jobs durchgeführt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Aufruf eines Jobs ohne angeschlossene externe Komponente die Überprüfung der verwendeten Linsen

und/oder Düse durchgeführt wird.

Vorteilhaft sind die Maßnahmen, bei denen die erkannte Linse und/oder Düse auf einem Speichermedium, insbesondere in einer Cloud, gespeichert werden. Dadurch wird erreicht, dass dadurch ein einfacher Zugang für Fernwartung möglich ist. Weiters können damit

Daten gesammelt werden, die für Garantieabwicklungen herangezogen werden können.

Es sind aber auch die Maßnahmen von Vorteil, bei denen zum Bearbeiten des Werkstückes ein von der Strahlenquelle abgegebener Laserstrahl über vorzugsweise Umlenkelemente an zumindest eine Fokussiereinheit gesendet wird, von der der Laserstrahl in Richtung Werkstück abgelenkt und zur Bearbeitung fokussiert wird, wobei die Steuerung über eine in einer Steuereinheit laufende Software vorzugsweise durch Abarbeitung eines sogenannten Jobs, insbesondere von übergebenen oder geladenen Daten, erfolgt, wobei das Werkstück durch Verstellung eines Schlittens über vorzugsweise einen Riemenantrieb in X-Y-Richtung bearbeitet wird, wobei vorzugsweise an einer externen Komponente, insbesondere einem Computer oder einem Steuergerät, eine Grafik und/oder ein Text über eine handelsübliche oder eigene Software, wie beispielsweise CorelDraw, Paint, Ruby, usw., erstellt wird, welche an die Steuereinheit des Laserplotters übertragen bzw. exportiert wird, die eine Konvertierung der übergebenen Daten, insbesondere der Grafik und/oder des Textes, zum Steuern der einzelnen Elemente der Lasermaschine bzw. des Laserplotters vornimmt. Dadurch wird erreicht, dass nach der Erkennung der Linse und/oder Düse eine Bearbeitung des Werkstückes möglich ist. Hierbei ist es möglich, dass automatisch beim Start eines

Bearbeitungsprozesses automatisch zuerst die Linse und/oder Düse abgefragt wird oder

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dass zuerst manuell die Linse und/oder Düse abgefragt und anschließend der Bearbeitungsprozess gestartet wird.

Weiters wird die Aufgabe der Erfindung durch einen Laserplotter zum Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes gelöst, bei dem zur Aufnahme eines Bildes der Fokussiereinheit und/oder eines Teilbereichs der Fokussiereinheit, diese in eine definierte Position verbracht bzw. positioniert ist, wobei ein Analysetool zum Auswerten der Linse und/oder Düse ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist hierbei, dass automatisch eine Erkennung der verwendeten bzw. eingesetzten Linse und/oder Düse durchgeführt wird. Hierbei wird vorzugsweise nach der Erkennung der Linse und/oder Düse diese mit der in der Software hinterlegten Linse und/oder Düse verglichen und bei einer Abweichung ein Hinweis angezeigt. Es ist auch möglich, dass die abgefragte Linse und/oder Düse automatisch in die Software übernommen wird.

Es ist eine Ausbildung von Vorteil, bei der das Analysetool zur Auswertung von optischen Merkmalen, insbesondere der Farbe des Linsen- und/oder Düsengehäuses, eines Aufdrucks am Linsen- und/oder Düsengehäuse, der geometrische Form oder Oberflächenstruktur des Linsen- und/oder Düsengehäuses, ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass durch einfache Bildaufnahme der Fokussiereinheit die eingesetzten Linsen

und/oder Düsen ausgewertet werden können.

Die Erfindung wird anschließend in Form eines Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Erfindung nicht auf das dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel bzw. Lösung begrenzt ist, sondern auf äquivalente

Lösungen übertragen werden kann.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Lasermaschine, insbesondere eines Laserplotters, zum Bearbeiten eines Werkstückes mit einem Kamerasystem am Deckel, in vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der Lasermaschine, insbesondere des

Laserplotters, gemäß Fig. 1, mit entsprechend positionierter Fokussiereinheit zum Erkennen der Linse und/oder Düse, in vereinfachter, schematischer

Darstellung;

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Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlichen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Lasermaschinen 1, insbesondere

eines Laserplotters 1, gezeigt, in dem ein Kamerasystem 2 integriert ist.

Beim gezeigten Laserplotter 1 ist in einem Gehäuse 3 zumindest eine, vorzugsweise zwei, Strahlenquelle/n 4 bzw. Laserquellen 4 in Form von Lasern 5, 6 angeordnet. Die Laser 5 und 6 wirken vorzugsweise abwechselnd auf ein zu bearbeitendes Werkstück 7 ein. Das Werkstück 7 ist bzw. wird in einem Bearbeitungsraum 8 des Laserplotters 1, insbesondere auf einem Bearbeitungstisch 9 positioniert, wobei der Bearbeitungstisch 9 vorzugsweise in seiner Höhe verstellbar ist. Ein von einer Strahlenquelle 4, insbesondere dem Laser 5 oder 6, abgegebener Laserstrahl 10 wird über Umlenkelemente 11 an zumindest eine verfahrbare Fokussiereinheit 12 gesendet, von der der Laserstrahl 10 in Richtung Werkstück 7 abgelenkt und zur Bearbeitung fokussiert wird. Die Steuerung, insbesondere die Positionssteuerung des Laserstrahls 10 zum Werkstück 7, erfolgt über eine in einer Steuereinheit 13 laufende Software, wobei das Werkstück 7 durch Verstellung eines Schlittens 14, an dem auch die Fokussiereinheit 12 verfahrbar angeordnet ist, über vorzugsweise einen Riemenantrieb in X-Y-Richtung bearbeitet wird. Hierbei ist es möglich, dass beispielsweise bei dem Bearbeitungsprozess "Gravur" die Verstellung des Schlittens 14 zeilenweise erfolgt, wogegen bei dem Bearbeitungsprozesse "Schneiden" der Schlitten

14 entsprechend der zu schneidenden Kontur verfahren wird, also nicht zeilenweise.

An einer externen Komponente 15, insbesondere einem Computer, Laptop oder einem Steuergerät, wird eine Grafik 16 und/oder ein Text 16 über eine handelsübliche Software 17, wie beispielsweise CorelDraw, Paint, usw., oder über die eigene Anwendungssoftware 17, insbesondere Ruby 17, erstellt bzw. geladen, welche an die Steuereinheit 13 der Lasermaschine bzw. des Laserplotters 1 in Form eines Jobs 18 exportiert bzw. übergeben

wird. Vorzugsweise werden die zu übergebenden Daten von der gleichen oder einer

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anderen Software konvertiert, sodass die Steuereinheit 13 den Job 18 verarbeiten kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Eingabe direkt am Laserplotter 1 über die vorhandenen Eingabemittel 19, wie beispielsweise einen Touchscreen 19 oder Eingabetasten, erfolgen kann oder ein entsprechender Job 18 von einem Speichermedium 20, wie beispielsweise einer Cloud 20a, einen USB-Stick 20b, usw., geladen wird. Nachdem die Daten, insbesondere der oder die Jobs 18, übertragen sind oder direkt erstellt bzw. vom Speichermedium 20 geladen wurden, wird von der Lasermaschine bzw. vom Laserplotter 1, insbesondere dessen Steuereinheit 13, der Job 18 abgearbeitet. Dabei ist es möglich, dass mehrere Jobs 18 gleichzeitig in der Lasermaschine 1, insbesondere dem Laserplotter 1, gespeichert und nacheinander abgearbeitet werden

können.

Bei derartigen Lasermaschinen 1, insbesondere Laserplottern 1, ist es für die Sicherheit notwendig, dass zum Starten eines abzuarbeitenden Jobs 18, bei dem der Laserstrahl 10 auf das Werkstück 7 einwirkt, ein Deckel 21 bzw. Tür 21, der vorzugsweise zumindest teilweise transparent ausgebildet ist, geschlossen werden muss, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Anschließend kann das Bedienerpersonal den Laserpunkt bzw. einen Laser-Pointer 22, insbesondere Laser-Pointer-Punkt 22a, der in den Strahlengang des Lasers 5, 6 eingekoppelt ist und über die Fokussiereinheit 12 in Richtung Bearbeitungstisch 8 abgelenkt wird, manuell oder auch automatisch am eingelegten Werkstück 7 positioniert, worauf der Job 18 für die Bearbeitung des Werkstückes 7 gestartet werden kann. Am Ende des Jobs 18 wird anschließend der Schlitten 14 und die Fokussiereinheit 12 vorzugsweise in die Ausgangsposition verstellt, sodass das fertiggestellte Werkstück 7 entnommen werden kann, worauf ein neuer Bearbeitungsprozess durch Einlegen eines neuen zu bearbeitenden Werkstücks 7 bzw. eines Rohlings 7 gestartet werden kann. Hierbei ist es von Vorteil, wenn das Ende der Bearbeitung optisch oder akustisch angezeigt wird, sodass der Nutzer nicht ständig die Lasermaschine, insbesondere den Laserplotter 1, beobachten muss. Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass die Verstellung der Fokussiereinheit 12 mit aktiviertem LaserPointer 22 auch bei geöffneten Deckel 17 möglich ist, jedoch der Laser 5, 6 nicht aktiviert

werden kann.

Weiters ist zumindest eine Kamera 23 im Kamerasystem 2 vorgesehen, wobei sich die Kamera 23 im Deckel 21 befindet. Die Kamera 23 ist zur Aufnahme des Bearbeitungsraums 8, insbesondere des Bearbeitungstischs 9, vorgesehen, sodass ein

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eingelegtes Werkstück 7 erkannt werden kann. Damit bei einem größeren Bearbeitungsraum 8 mit einer Kamera 23 das Auslangen gefunden werden kann, weist die eingesetzte Kamera 23 vorzugsweise eine Fischaugenoptik auf, wobei bei der erstmaligen Nutzung der Kamera 23 eine Kalibrierung zum Entzerren des aufgenommenen Bearbeitungsraums 8 durchgeführt werden muss. Es ist aber auch möglich, dass zwei oder mehrere Kameras 23 im Deckel 21 angeordnet werden, um den gesamten Bearbeitungstisch 9 erfassen zu können, wobei hierzu wiederum Fischaugenoptiken oder normale Optiken eingesetzt werden können. Mit der Kamera 23 wird die Position des eingelegte Werkstücks 7 erfasst und vorzugsweise an der externen Komponente 15, insbesondere dem Laptop, angezeigt. Die Erfassung der Position des Werkstückes 7 erfolgt dabei vorzugweise vor der Bearbeitung bzw. dem Start des Bearbeitungsprozesses, sodass die Fokussiereinheit 12 über den Laser-Pointer 22 entsprechend positioniert werden kann. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Erkennung der Position des Werkstücks 7 auch bei geöffneten

Deckel 21 möglich ist.

Bei dem neuartigen Laserplotter 1 bzw. der Lasermaschine 1 ist nunmehr vorgesehen, dass die Lasermaschine 1 bzw. der Laserplotter 1 ein Verfahren zum Erkennen einer Linse 24 und/oder Düse 25 an der Fokussiereinheit 12 des Laserplotters 1 zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften des Werkstückes 7 durchführt bzw. der Laserplotter 1 dazu ausgebildet ist.

Dabei ist die Fokussiereinheit 12 derart ausgebildet, dass von außen ein Linsengehäuse 26 der Linse 24 in eine Linsenaufnahme 27 eingesetzt oder entnommen werden kann, wie diese auf einen von der Kamera 23 aufgenommenen Bild 28 der Fokussiereinheit 12 in Fig. 2 ersichtlich ist. Vorzugsweise sind hierzu an den Seiten des Linsengehäuses 26 Führungen 29 vorgesehen, um die Linse 24 richtig in die Fokussiereinheit 12 einsetzen zu können. Damit jedoch eine Linse 24 getauscht werden kann, muss zuerst ein Befestigungsrad 30 gelöst werden, sodass anschließend die Linse 24 entnommen werden kann. Hierzu wird das Befestigungsrad 30 vorzugsweise nach unten gedreht, sodass das Befestigungsrad 30 die Klemmung der Linse 24 löst und die Linse 24, insbesondere das Linsengehäuse 26, von der Linsenaufnahme 27 herausgezogen werden kann. Um eine Linse 24 anschließend wieder einzusetzen, wird die Linse 24 zuerst in die Linsenaufnahme 27 eingesetzt bzw. eingeschoben und anschließend mit dem Befestigungsrad 30 durch Drehen vorzugsweise nach oben fixiert bzw. eingeklemmt,

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sodass die Linse 24 sicher an der Fokussiereinheit 12 befestigt ist. Das Linsengehäuse 26 ist derart ausgebildet, dass dieses zumindest an einer Seite optische oder farbliche Merkmale, wie die Farbe des Linsengehäuses oder einen Aufdruck am Linsengehäuse oder eine Beschriftung oder Gravur am Linsengehäuse oder eine spezifische geometrische Form oder Oberflächenstruktur des Linsengehäuses, aufweist, um eine eindeutige Kennung der eingesetzten Linse 24 zu ermöglichen.

Ebenso ist die Düse 25 von der Fokussiereinheit 12 abnehmbar und kann somit getauscht werden. Dies erfolgt einfach durch Drehen der Düse 25. Auch hier ist vorgesehen, dass die Düsen 25 mit optischen oder farblichen Merkmalen, wie die Farbe des Düsengehäuses oder einen Aufdruck am Düsengehäuse oder eine Beschriftung oder Gravur am Düsengehäuse oder eine spezifische geometrische Form oder Oberflächenstruktur des Düsengehäuses, gekennzeichnet ist.

Um jedoch eine hohe Bedienerfreundlichkeit zu erreichen, ist bei dem erfindungsgemäßen Laserplotter 1 vorgesehen, dass eine automatische Erkennung der gerade eingesetzten oder vorhandenen Linse 24 und/oder Düse 25 möglich ist.

Hierzu wird nach Aktivierung der Erkennung der Linsen 24 und/oder Düsen 25 oder automatisch vor dem Start eines Bearbeitungsprozesses ein sogenannter Erkennungsprozess gestartet, wozu die Strahlenquelle 4 deaktiviert wird und die Fokussiereinheit 12 auf eine bestimmte Position 31, die möglichst nahe an der Kamera 23 ist, verfahren wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei ist die Position 31 in der internen Software der Steuereinheit 13 und/oder externen Software 17 der Komponente 15 hinterlegt bzw. gespeichert, sodass nach jedem Aufruf immer die gleiche Position 31 angefahren wird. Anschließend wird mit der Kamera 23 ein Bild 28 von der Fokussiereinheit 12 aufgenommen, wie dies schematisch in Fig. 2 gezeigt ist. Das aufgenommene Bild 28 wird anschließend direkt von der Software im Laserplotter 1 oder von der Software 17 auf der angeschlossenen Komponente, insbesondere am Laptop, ausgewertet, d.h., dass von der Software bzw. einem Analysetool der Software die Linse 24 und/oder Düse 25, insbesondere die Positionen der Linse 24 und/oder Düse 25, erkannt wird, worauf die optischen bzw. farblichen Merkmale, die an der Linse 24 und/oder Düse 25 angebracht sind bzw. entsprechend denen die Linse 24 und/oder Düse 25 ausgebildete ist, ausgewertet werden. Das Analysetool ist in der Software der Lasersteuerung oder Konvertierung bzw. Erstellung des Jobs 18 integriert und hat die

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Aufgabe das aufgenommen Bild 28 auszuwerten. Hierbei ist es möglich, dass direkt am Linsengehäuse 26 der Wert der Linse 24, beispielsweise 2,0“ Zoll, erfasst und angezeigt wird oder dass das Linsengehäuse 26 eine bestimmte Farbe aufweist, sodass anschließend der zu dieser Farbe hinterlegte Wert angezeigt wird.

Bevorzugt wird die erkannte Linse 24 und/oder Düse 25 mit der in der Steuereinheit 13 oder der Software 17 eingestellten Linse 24 und/oder Düse 25 vergleichen. Hierbei wird eine Meldung bzw. Warnung ausgegeben, wenn sich die erkannte Linse 24 und/oder Düse 25 von der eingestellten Linse 24 und/oder Düse 25 unterscheidet, wobei vorzugsweise abgefragt wird, ob die neu erkannte Linse 24 und/oder Düse 25 übernommen werden soll oder nicht. Wird hierbei „nicht übernehmen“ ausgewählt, so wird vorzugsweise vor dem Start des nächsten Bearbeitungsprozess nochmals eine Überprüfung durchgeführt, um feststellen zu können, ob die richtige Linse 24 und/oder Düse 25 eingesetzt wurde. Hierbei wird als vorteilhafte Lösung festgehalten, dass die Überprüfung der Linse 24 und/oder Düse 25 nach dem Start des Bearbeitungsprozesses und vor dem Aktivieren der Strahlenquelle 4 vorgenommen wird. Es ist aber auch möglich, dass die erkannte Linse 24 und/oder Düse 25 von der Steuereinheit 13 oder Software 17 einfach immer übernommen

wird.

Durch das automatische Erkennen der Linse 24 und/oder Düse 25 ist es möglich, dass weiter Parameter automatisch geladen werden können, d.h., dass zu den Linsen 24 und/oder Düsen 25 Kriterien oder Vorgabewerte in einer Datenbank hinterlegt sind. Beispielsweise wird bei einem Tausch der Linse 24 von 2,0“ Zoll auf eine Linse 24 von 3,0“ Zoll die Brennweite verändert, sodass dadurch eine neue Bearbeitungstischhöhe erforderlich ist, die von einer hinterlegten Datenbank geladen wird, sodass bei einem Start des Bearbeitungsprozesses eine neue Bearbeitungstischhöhe verwendet wird. Somit ist es von Vorteil, wenn bei einem Start eines Bearbeitungsprozesses zuerst die Erkennung der Linse 24 und/oder Düse 25 durchgeführt wird, um die einzelnen Parameter mit der eingesetzten Linse 24 und/oder Düse 25 zu vergleichen und gegebenenfalls ändern zu

können bzw. den Bearbeitungsprozess zu unterbrechen.

Grundsätzlich kann die Erkennung der Linse 24 und/oder Düse 25 manuell, insbesondere bei der Inbetriebnahme des Laserplotters 1, durchgeführt werden, sodass anschließend mehrere Bearbeitungsprozesse abgearbeitet werden können. Hierbei ist es von Vorteil, wenn ein Tausch der Linse 24 und/oder Düse 25, also die Position in der Fokussiereinheit

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12, elektrisch bzw. elektronisch überwacht wird, sodass bei Aktivierung eines Tausches vor dem nächsten Bearbeitungsprozess automatisch eine Erkennung der Linse 24 und/oder Düse 25 erfolgt, wenn nicht zuvor manuell eine Erkennung gestartet wurde. Genauso kann der Erkennungsprozess bei Abarbeitung des Jobs 18 erfolgen bzw. gestartet werden, wodurch in Abhängigkeit zum konkreten Gravier-, Markier- oder Schneide-Auftrag bzw. Job 18 überprüft werden kann, ob die korrekte bzw. passende Linse 24 und/oder Düse 25, insbesondere in Bezug auf das zu bearbeitende Material oder den Fokusabstand usw., eingesetzt ist.

Bevorzugt werden die Einstellungen und Kriterien, unter denen ein Job 18 abgearbeitet wird, gespeichert, insbesondere in einer externen Komponente 15 und/oder Cloud 20a, wodurch Fehlerquellen oder Störungen erkannt und/oder nachträglich analysiert werden können. Beispielsweise kann so auch über Fernwartung überprüft werden, ob originale Linsen 24 und/oder Düsen 25 verwendet werden. Dies ist insbesondere für die Störungsanalyse bedeutend und kann auch für die Abwicklung von Garantie- und

Gewährleistungsfällen wesentliche Informationen liefern.

Von Vorteil ist, wenn von der Kamera 23 ein Referenzbild der Fokussiereinheit 12 aufgenommen und in einer Datenbank hinterlegt wird. Die Datenbank ist dabei bevorzugt auf der Komponente 15 und/oder einem sonstigen externen Speichermedium 20, insbesondere der Cloud 20a, gespeichert und vorzugsweise auch für Fernzugriffe, zB durch ein Fernwartungsteam, ausgebildet bzw. eingerichtet. Genauso kann die Datenbank aber auch intern in der Software 17 der Steuereinheit 13 gespeichert oder angeordnet sein. Dabei wird am Referenzbild die Position der Linse 24 und/oder Düse 25 festgelegt und ein neu aufgenommenes Bild 28 an dieser Position ausgewertet. Dadurch wird der Erkennungsvorgang wesentlich beschleunigt.

Auch ist es möglich, dass von der Kamera mehrere Bilder 28 der Fokussiereinheit 12 bzw. der Linse 24 und/oder Düse 25 auf derselben oder auch unterschiedlichen Positionen der Fokussiereinheit 12 aufgenommen werden. Damit wird sichergestellt, dass zumindest ein auswertbares Bild 28 aufgenommen wurde, um die Linse 24 und Düse 25 erkennen zu können. Hierbei ist es möglich, dass auch die Tischhöhe zur Aufnahme eines oder mehrerer Bildes 28 angepasst wird.

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Weiters ist es auch möglich, dass zum Wechseln der Linse 24 und/oder Düse 25 eine bestimmte Position mit der Fokussiereinheit 12 angefahren wird. Hierzu wird dazu in der Software ein Menü oder Button oder am Laserplotter 1 ein Button aktiviert, sodass anschießend die Fokussiereinheit 12 auf die Wechselposition verfahren wird.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass zum Ermitteln der Linse 24 und/oder Düse 25 die Fokussiereinheit 12 auf eine definierte Position 31, bei der die Linse 24 und/oder Düse 25 für die Kamera 23 gut sichtbar ist, verstellt wird, worauf über die Kamera 23 zumindest ein Bild 28 der Fokussiereinheit 12 aufgenommen wird und über ein Analysetool die Linse 24 und/oder Düse 25 am Bild 28 erkannt wird.

Vorzugsweise wird die Fokussiereinheit 12 zum Erzeugen eines gut sichtbaren Bildes 28 in den Nahbereich der Kamera 23, insbesondere in kurzer Distanz zur Kamera 23, verstellt, wobei vorzugsweise der Bearbeitungstisch 9 ebenfalls auf eine bestimmte Höhe eingestellt wird. Hierbei wird die Fokussiereinheit 12 in einem geringen Abstand zur Kamera 12 positioniert, bei dem der Bildwinkel der Kamera 12 die Aufnahme der Fokussiereinheit 12 oder Teile daraus, insbesondere der Linse 24 und/oder Düse 25, mit einer guten Qualität ermöglicht, sodass die eingesetzte Linse 24 und/oder Düse 25 von der Software, insbesondere dem integrierten Analysetool, ausgewertet werden kann.

Der Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die

dargestellten Ausführungsvarianten beschränkt ist, sondern auch weitere Ausbildungen und Aufbauten beinhalten können.

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Claims (1)

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Patentansprüche:

. Verfahren zum Erkennen einer Linse (24) und/oder Düse (25) an einer

Fokussiereinheit (12) eines Laserplotters (1) zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes (7), bei dem in einem Gehäuse (3) des Laserplotters (1) zumindest eine Strahlenquelle (4) in Form eines Lasers (5,6) eingesetzt wird, wobei bei aktivierter Strahlenquelle (4) ein Laserstrahl (10) über Umlenkelemente (11) zu einer Fokussiereinheit (12) gelenkt wird und ein Bearbeitungstisch (9) bzw. Bearbeitungsraum (8) über zumindest eine Kamera (23) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Linse (24) und/oder Düse (25) die Fokussiereinheit (12) auf eine definierte Position (31), bei der die Linse (24) und/oder Düse (25) für die Kamera (23) gut sichtbar ist, verstellt wird, worauf über die Kamera (23) ein Bild (28) der Fokussiereinheit (12) aufgenommen wird und über ein Analysetool die Linse (24) und/oder Düse (25) am Bild (28) erkannt wird.

. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der

Linse (24) über optische Merkmale, wie die Farbe eines Linsengehäuses (26) oder einen Aufdruck am Linsengehäuse (26) oder eine Beschriftung oder Gravur am Linsengehäuse (26) oder die geometrische Form oder Oberflächenstruktur des

Linsengehäuses (26), erfolgt.

. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung

der Düse (25) über optische Merkmale, wie die Farbe des Düsengehäuses oder einen Aufdruck am Düsengehäuse oder eine Beschriftung oder Gravur am Düsengehäuse oder die geometrische Form oder Oberflächenstruktur des Düsengehäuses, erfolgt.

. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass zu den Linsen (24) und/oder Düsen (25) Kriterien oder

Vorgabewerte in einer Datenbank hinterlegt werden.

. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Kamera (23) im Deckel (21) des Gehäuses (3) des

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Laserplotters (1) angeordnet wird und sowohl in geschlossener als auch geöffneter Position des Deckels (21) auslösbar ist.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die erkannte Linse (24) und/oder Düse (25) mit der in der Steuereinheit (13) oder einer Software (17) eingestellten Linse (24) und/oder Düse (25) vergleichen wird oder dass die erkannte Linse (24) und/oder Düse (25) von der Steuereinheit (13) oder der Software (17) übernommen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass von der Kamera (23) mehrere Bilder (28) der Fokussiereinheit (12) bzw. der Linse (24) und/oder Düse (25), auf unterschiedlichen

Positionen der Fokussiereinheit (12) aufgenommen werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass von der Kamera (23) ein Referenzbild der Fokussiereinheit (12) aufgenommen und in einer Datenbank hinterlegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Referenzbild die

Position der Linse (24) und/oder Düse (25) festgelegt und ein neu aufgenommenes Bild (28) an dieser Position ausgewertet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erkennung der Linse (24) und/oder Düse (25) diese mit der in der Software hinterlegten Linse (24) und/oder Düse (25) verglichen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der Linse (24) und/oder Düse (25) beim Start eine Jobs (18) durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erkannte Linse (24) und/oder Düse (25) auf einem Speichermedium (20),

insbesondere in einer Cloud (20a), gespeichert werden.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bearbeiten des Werkstückes (7) ein von der Strahlenquelle (4) abgegebener Laserstrahl (10) über vorzugsweise

Umlenkelemente (11) an zumindest eine Fokussiereinheit (12) gesendet wird, von 17/25 21016AT

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der der Laserstrahl (10) in Richtung Werkstück (7) abgelenkt und zur Bearbeitung fokussiert wird, wobei die Steuerung über eine in einer Steuereinheit (13) laufende Software vorzugsweise durch Abarbeitung eines sogenannten Jobs (18), insbesondere von übergebenen oder geladenen Daten, erfolgt, wobei das Werkstück (7) durch Verstellung eines Schlittens (14) über vorzugsweise einen Riemenantrieb in X-Y-Richtung bearbeitet wird, wobei vorzugsweise an einer externen Komponente (15), insbesondere einem Computer oder einem Steuergerät, eine Grafik (16) und/oder ein Text (16) über eine handelsübliche oder eigene Software (17), wie beispielsweise CorelDraw, Paint, Ruby, usw., erstellt wird, welche an die Steuereinheit (13) des Laserplotters (1) übertragen bzw. exportiert wird, die eine Konvertierung der übergebenen Daten, insbesondere der Grafik (16) und/oder des Textes (16), zum Steuern der einzelnen Elemente der Lasermaschine bzw. des Laserplotters (1) vornimmt.

14. Laserplotter (1) zum Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes (7), der einen Bearbeitungsraum (8) zum Positionieren des Werkstückes (7), zumindest ein vorzugsweise jedoch zwei Strahlenquellen (4) in Form von Lasern (5, 6) mit entsprechenden Umlenkelementen (11) und eine Steuereinheit (13) zum Steuern eines über vorzugsweise einen Riemenantrieb betriebenen Schlittens (14) mit einer daran verfahrbar angeordneter Fokussiereinheit (12) aufweist, wobei zur Bildaufnahme des Bearbeitungsraums eine Kamera (23) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme eines Bildes (28) der Fokussiereinheit (12) und/oder eines Teilbereichs der Fokussiereinheit (12), diese in eine definierte Position (26) verbracht bzw. positioniert ist, wobei ein Analysetool zum Auswerten der Linse (24) und/oder Düse (25) ausgebildet ist.

15.Laserplotter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysetool zur Auswertung von optischen Merkmalen, insbesondere der Farbe des Linsenund/oder Düsengehäuses, eines Aufdrucks am Linsen- und/oder Düsengehäuse, der geometrische Form oder Oberflächenstruktur des Linsen- und/oder

Düsengehäuses, ausgebildet ist.

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