CN113891775A

CN113891775A - 用于提供板块规划几何数据的方法、用于切出工件的方法和平面激光机床

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Publication number: CN113891775A
Application number: CN201980084954.6A
Authority: CN
Inventors: M·基弗; W·波尼茨; M·特施纳
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2022-01-04
Also published as: WO2020127797A1; DE102018133524A1; EP3898060A1; US20210308787A1; EP3898060B1; JP7464607B2; JP2022514586A

Abstract

一种用于提供板块规划几何数据(31)的方法(54)，该板块规划几何数据用于规划借助平面激光机床(1)执行的激光切割过程，该方法包括以下步骤：用摄像机(9)产生(步骤55)剩余板块(23)的图像照片(21)，剩余板块(23)被平面激光机床(1)加工并且具有内部切口区域(25)，从内部切口区域除去切割物；评估(步骤57A)图像照片(21)以便确定剩余板块(23)的剩余板块外轮廓(23A)；评估(步骤57B)图像照片(21)以便确定剩余板块(23)的位于剩余板块外轮廓(23A)内部的内部切口区域，内部切口区域由在图像照片中所辨认出的内部切口轮廓(23B)和/或由图像照片的阈值分析确定；通过使用剩余板块外轮廓(23A)和内部切口区域得出(步骤59)剩余板块(23)的剩余面(24)，激光切割过程能够基于剩余面(24)；以及输出(步骤61)板块规划几何数据(31)，其定义剩余面(24)的几何结构。

Description

用于提供板块规划几何数据的方法、用于切出工件的方法和平面激光机床

技术领域

本发明涉及一种用于提供板块规划几何数据的方法，尤其用于规划和执行激光切割过程。本发明还涉及一种用于借助激光束从板块状的材料切出工件的平面激光机床。

背景技术

在激光切割过程中，借助平面激光机床(也被称作激光切割机)能够例如从坯板切出工件。在此，激光切割束根据切割规划在坯板上方被导向。切割规划尤其包括激光切割束在坯板上方的路径。该路径在规划阶段中规定并且确定工件的先前所规划的布置，所述工件应如何从坯板上切割。

在切割过程开始之前，将坯板的位置作为待切割的坯板块的示例借助切割方案调准。在此，坯板关于机器坐标系的位置确定能够在主时间执行，例如在放下板材之后和短暂地在切割过程之前执行。当待切割的坯板的位置由固定的止挡位置规定时，也能够省去位置确定。

JP 2013-039591 A公开了用于在切割区中借助于基点识别出待切割的材料的摄像机的应用，所述基点设置在切割区内并且能够在摄像机所拍摄的图像中被识别出。

DE 10 2016 117681 A1尤其公开了一种托盘更换器，所述托盘更换器允许，将两个被底座接收的托盘交替地导入到加工装置中，从而能够加工平放在相应的托盘上的板状材料。

发明内容

基于本公开的一个方面的任务是：使剩余板块、尤其剩余坯板能够用于借助激光切割机进行的切割过程。尤其应实现在时间上有效率地实施多板块占用，以便将例如小批量的再生产集成到激光切割机的运行中。

这些任务中的至少一个通过根据权利要求1所述的用于提供板块规划几何数据的方法、通过根据权利要求6所述的用于产生切割方案的方法、通过根据权利要求8或者权利要求9所述的用于切出工件的方法和通过根据权利要求11所述的平面激光机床解决。在从属权利要求中说明扩展方案。

在一个方面中，用于提供板块规划几何数据(所述板块规划几何数据用于规划借助平面激光机床执行的激光切割过程)的方法具有以下的步骤：

用摄像机产生剩余板块的图像照片，其中，剩余板块被平面激光机床加工并且具有内部切口区域，从所述内部切口区域除去切割物，

评估图像照片以便确定剩余板块的剩余板块外轮廓，

评估图像照片以便确定剩余板块的位于剩余板块外轮廓内部的内部切口区域，其中，所述内部切口区域由在图像照片中所辨认出的内部切口轮廓和/或由图像照片的阈值分析确定，

通过使用剩余板块外轮廓和内部切口区域得出剩余板块的剩余面，其中，剩余面能够作为激光切割过程的基础，和

输出板块规划几何数据，所述板块规划几何数据定义所述剩余面的几何结构。

在用于提供板块规划几何数据的方法的一些扩展方案中，对图像照片在边沿走向方面进行评估，其中，在图像照片中辨认出确定剩余板块外轮廓的外周边沿和限界内部切口轮廓的内周边沿或者内周边沿区段并且在板块规划几何数据中保存为外周边沿线和内周边沿线。在此，内周边沿线限界剩余板块的内部切口区域。

在用于提供板块规划几何数据的方法的一些扩展方案中，阈值分析在剩余板块外轮廓内部的开口方面分析图像照片的像素值。阈值分析可选地包括Blob分析，所述Blob分析输出至少一个连续的像素区域，所述至少一个连续的像素区域在板块规划几何数据中的灰度值分布对应于剩余板块的、由待规划的切割过程排除的内切口区域。

在一些扩展方案中，用于提供板块规划几何数据的方法还包括下述步骤：计算剩余板块外轮廓相对于机器零点的平移和/或旋转变换并且将平移和旋转变换作为板块规划几何数据的部分输出。

在用于提供板块规划几何数据的方法的一些扩展方案中，图像照片包括多个剩余板块，对于所述多个剩余板块分别得出一剩余面并且将其作为板块规划几何数据输出。

在另一方面中，公开了一种用于产生用于在剩余板块上的切割过程的切割方案的方法。在该方法中，根据在其中所说明的方法提供板块规划几何数据，切割轮廓布置在由板块规划几何数据确定的剩余面上，并且借助切割轮廓的位置数据和(可选地)板块规划几何数据和/或平移和/或旋转变换的数据产生切割方案。

在用于产生切割方案的方法的一些扩展方案中，切割轮廓在由切割规划几何数据确定的剩余面上

-手动地由操作者基于图像布置，或者

-借助于用于布置二维空间的嵌套方法布置，所述二维空间对应于待切割的工件几何结构。

在另一方面中，公开了一种用于在切割过程的框架下用激光束从板块状的材料切出工件的方法。该方法包括以下步骤：

从平面激光机床的板块切割单元输出托盘，其中，经加工的板块位于所述托盘上，所述托盘包括切割物和包围切割物的剩余板块，和

拣出切割物，从而使剩余板块露出并且所述剩余板块布置在用于产生图像照片的托盘上，其中，尤其在摄像机的拍摄区域中提供剩余板块，

执行在其中所说明的、用于产生切割方案的方法，

将切割方案读入到平面激光机床的控制单元中，

将托盘连同剩余板块移入到平面激光机床的板块切割单元中，和

相应于所读入的切割方案在剩余板块上执行切割过程。

在另一方面中，公开了一种用于在切割过程的框架下借助平面激光机床的激光束从板块状的材料切出工件的方法，所述方法包括以下步骤：

在平面激光机床的摄像机的拍摄区域中提供在托盘上的剩余板块，所述托盘配属于平面激光机床的板块切割单元，

执行在其中所说明的、用于产生切割方案的方法，

将切割方案读入到平面激光机床的控制单元中，

相应于所读入的切割方案在剩余板块上执行切割过程。

在所提到的、用于切出工件的方法的一些扩展方案中，在拣出切割物、执行用于产生切割方案的方法和读入切割方案这些步骤中的至少一个步骤期间，使另外的板块移入到平面激光机床的板块切割单元中并且在切割过程中切割为工件。

在另一方面中，公开了一种用于借助激光束从板块状的材料切出工件的平面激光机床。平面激光机床包括用于提供用于存放板块状的材料的托盘的预备区域的至少一个托盘更换器、用于产生定位在预备区域中的托盘连同板块状的材料的图像照片的摄像机、板块切割单元和用于执行如在此所公开的方法中的一种的控制单元。

在平面激光机床的一些扩展方案中，摄像机安装在板块切割单元上，并且对摄像机的图像照片关于板块切割单元的机器坐标系在空间上进行校准。

在这里所说明的方案尤其涉及从原材料板块切出工件，所述原材料板块由例如钢、铝或者铜或者金属合金制成。同样地，玻璃、功能陶瓷、塑料、有机材料或者其它的材料能够用作用于激光切割过程的原材料。

在这里所说明的方案的优点在于，不同于用于进行板位置检测的常规的测量方法，所述方案在没有专门用于板位置的检测和对准的前提条件的情况下能够应付。尤其是，在板存放中不存在限制或者存在着非强制性的限制。因此，能够取消直角外边沿(其用于止挡件的利用)的要求或者板在预先确定的区域(托盘的所谓的装载角)中所要求的布置。

此外，在已知的激光切割机中在切割区外部(尤其在托盘的区域中)不检测板尺度，从而对于直角的板也不能求取剩余面。与之不同地，在这里所说明的方案允许在激光切割机的板块预备区域中检测剩余面、尤其剩余坯板面。在此，检测能够在没有标记的情况下和与板块几何结构和位置/地点无关地进行。

此外能够检验：切割过程的全局嵌套程度(嵌套方案的设定面)是否匹配于求取的剩余面(可供使用的实际面)。设定面和实际面的可行的调准提供了在执行切割过程时的安全性和舒适性。因此，能够减少如激光头与被切出的部分的碰撞这样的过程干扰的风险，所述干扰会基于几何结构的错误估计或者由放弃手工的测量而引起。

此外，能够减少或者甚至完全省去在规划切割轮廓的布置时的材料储备，因为不再必须进行由操作者的风险降低。相应地，能够更好地利用原材料，材料效率能够提高并且过程干扰能够降低。

附图说明

在这里公开了一些方案，所述方案允许改进现有技术的至少部分方面。尤其是，根据附图从对实施方式的随后说明得出其它特征和其实用性。从附图示出：

图1托盘的示意性的空间示图，所述托盘准备用于移入到平面激光机床中并且装载有剩余板块，

图2用于说明几何参数的示意性的截面视图，用于借助安装在平面激光机床上的摄像机对托盘进行图像拍摄，

图3来自图1的、带有剩余板块的托盘的俯视图的示意性示图，

图4板块规划几何数据的示意性示图，所述板块规划几何数据对应于在图3中所示出的剩余板块的几何结构，

图5A-5C用于确定内部切口区域的示意性示图，和

图6用于说明用于从板块状的材料切出工件的方法的流程图。

具体实施方式

在这里所说明的方面部分地基于下述认识：切割物的图像检测系统(例如所述图像检测系统例如在借助光学的辅助系统拣出工件的情况下使用)也能够用于切割过程的规划。为了支持拣出切割物，用一个或者多个摄像机在激光切割机的加工区外部监测托盘。现在在此提出，使用图像拍摄用于确定剩余板块的几何结构。此外提出，对于应作为下一个被导入加工区的剩余板块，自动地根据所拍摄的图像检测现有的内部切口。

根据本发明，拍摄已经被加工的坯板的图像(作为用于剩余板块的示例)，其中，所述坯板在激光切割机的加工区外部的托盘上备用放置，用于进一步的切割过程的规划。已经从已加工的坯板中拣出一个或者多个被切出的工件，从而坯板以剩余网格形式存在，所述剩余网格具有相应的留空/孔和任意的外轮廓走向。所拍摄的图像能够用于，主时间平行地(也就是说，例如在同时在激光切割机中进行切割过程期间)进行在所述剩余网格上的切割过程的规划。

为此，借助于所拍摄的图像得出剩余网格的还可供使用的剩余面。所得出的剩余面为二维的规划空间。在规划切割方案时，用于进一步的切割过程可供使用的剩余面被应从剩余板块切割的工件的二维几何结构占据。为此，工人能够通过输入接口将工件几何结构布置在剩余面上。替代地或者补充地，在规划空间中进行工件在剩余面上的自动化布置。在申请人的2018年10月19日的申请日期的德国专利申请DE 10 2018 126 077.6中公开了一种用于嵌套的自动化的示例性嵌套算法。

通过检测外轮廓和内轮廓的方式，在再生产时，工件几何结构的定位能够被限制到未加工的板表面上。因此能够确保，工件不被已经切割的轮廓嵌套。

对于在此所介绍的方案，能够使用例如借助摄像机系统进行的图像检测，如这在针对在工件的拣出中的支持的DE 10 2016 120 131A1中说明。

借助图像处理算法能够由托盘连同剩余板块的图像照片确定所述剩余板块在托盘上的当前位置以及相对于激光切割机的参考系统的零点的位置。例如确定相对于配属于托盘/参考系统的零点的剩余板块的旋转或者剩余板块的平移。

特别地，在此提出，除了位置之外，借助图像处理算法检测在剩余板块中所切入的内部切口或者Blob区域。内部切口基本上确定对于进一步的激光切割过程而言可供使用的剩余面。就对这些内部切口区域的了解来说，另外的待切割的工件能够在剩余板块上布置为使得避免工件与内部切口区域的搭接。因此，也能够将小的剩余面用于例如小的批量(小的件数)的再生产。

图1示出具有板块切割单元3的平面激光机床1，所述板块切割单元构成在其中执行切割过程的机器区域。

此外可见位于前面的托盘更换器，所述托盘更换器允许执行平面激光机床1带有多个托盘的运行。例如，托盘更换器提供两个上下叠置的托盘位置5A，5B。在图1中，托盘7位于上方的托盘位置5A中，剩余板块23应以上方的托盘位置移入到板块切割单元3中用于进一步的切割过程。

关于托盘更换器在中心地，在板块切割单元3上安装有摄像机9。摄像机9实现(位于上方的托盘位置5A中的)托盘7的上侧的产生图像的检测并且因此允许拍摄剩余板块23的图像。一般能够使用多个摄像机。示例性地，第二摄像机9’划成虚线地在图1中侧向地在上方在板块切割单元3上标出。摄像机9，9’向平面激光机床1的控制单元11发送图像数据。

托盘7包括具有短的和长的侧向区段的、例如矩形的托盘框架。托盘7还包括支承接片13的布置。支承接片13在托盘框架上紧固在长的侧向区段上并且相应地平行于短的侧向区段延伸。在支承接片13上能够放上待切割的材料。

对于激光切割过程，托盘能够沿着托盘导入方向17移入到板块切割单元3中。托盘位置5A，5B能够沿着托盘替换方向15移动，以便使分别所需要的托盘位置相对于板块切割单元3定位。为了平面激光机床1的有效率的运行，一个托盘能够定位在板块切割单元3中并且一个托盘能够定位在板块切割单元3前面。所示出的托盘更换器允许具有两个托盘的平面激光机床1从一侧运行。替代地能够在板块切割单元3的对置的侧上各设置一个托盘更换器，从而平面激光机床1能够从两侧运行。对于托盘更换器的示例性构型，示例性地参阅DE10 206 117 681A1。

根据在这里所公开的方案，摄像机9被用于板块规划几何数据的获得(见图4)。为此，评估剩余板块23的图像照片21(见图3)。当在托盘7上的剩余板块23准备用于随后的切割过程时，检测图像照片21。

图2说明不同的几何参数，所述几何参数基于图像照片21。因此，摄像机9在支承接片13的布置上方位于Z方向上的高度h_K上。此外，画入托盘7的长度l_P，其中，托盘7的端部在摄像机9前面位于X方向上的间距d_K内。托盘7配有法线方向N并且支承接片13的支承面构成平面E，所述平面在XY平面(例如，Z＝0)内延伸。

为了检测整个托盘7，摄像机9需要打开角度σ_V，其中，拍摄方向19在中心以打开角度σ_V定义。拍摄方向19相对于法线方向N以角度

伸展。也标出了最大的托盘间距g(l_P)(平行于拍摄方向19测量)以及剩余板块23的离得最近的端部的间距g(x)。

基于这些几何条件，图像照片21能够在其几何结构上如在图3中这样矫正。剩余板块23的位置和取向能够通过摄像机系统检测。如果摄像机9还根据板块切割单元3的机器坐标系校准(也就是说，存在着从图像坐标到机器坐标的变换)，所拍摄的图像和尤其所检测的剩余板块23能够相对于机器参考系统放置。

如果使用多个摄像机，则图像能够被拼合成连续的图像。

在托盘7的在图3中所示出的示意性图像照片21中，可见限界托盘7的矩形框架7A以及支承接片13的均匀地布置在框架7A中的支承区域13’。

图像照片21还示出剩余板块23的表面24。剩余板块23具有呈L形的剩余板块外轮廓23A。剩余板块23具有三个开口作为用于大的内部切口的示例，所述三个开口的内部切口轮廓23B与被切出的工件的形状一致。工件已经从剩余板块23取出。此外可见分别四个较小的孔23C排成行作为用于小的内部切口的示例。

为了完整性，将托盘坐标系的零点0画入在图像照片21上，所述托盘坐标系建立托盘相对于机器坐标系的参考。作为用于平移和/或旋转变换的示例，在剩余板块23的位置方面考虑所述平移和/或旋转变换用于切割过程，箭头25说明从零点0至剩余板块23的离得最近的拐角的移动向量。

图4说明了板块规划几何数据31的内容。板块规划几何数据31包括剩余板块23的外周边沿线33A和多条内周边沿线33B，所述内周边沿线属于大的内部切口(内部切口区域35)。边沿线例如借助边沿探测的图像处理算法检测。

此外，板块规划几何数据31包括三个小切口区域37，所述三个小切口区域在孔23C的区域中定义，其方式是，例如粗略地联合相应4个Blobs。

剩余板块23的剩余面由下述区域构成：所述区域位于外周边沿线33A内部、内周边沿线33B外部以及不位于小切口区域37的区域中。剩余面还可供另外的待切出的工件使用。

为了说明切割方案(如其例如能够借助先前所提到的嵌套算法产生)，在图4中，用于不同地成形的工件的切割轮廓39划成虚线地标出。切割轮廓39在剩余面上分布为使得不存在与外周边沿线33A、内周边沿线33B和小切口区域37的搭接。相应地，所要求的工件能够完全从剩余板块23上切出。

图5A至5C说明摄像机9的图像照片的评估方法。图5A示出具有四个开口43的剩余板块23’的图像照片41，所述四个开口由于切出相应地成形和已经取出的工件而产生。

在图5B中示出外周边沿线45A和四条内周边沿线45B，所述外周边沿线和四条内周边沿线借助于在图像照片的图像数据上运行的边沿算法获得。这假定在图像照片41中的开口43相应地对比强地成像。对于大的内部切口的边沿的探测能够使用极不同的算法，例如所谓的“Canny边缘探测器”。然而，边沿算法在板的反射的表面的情况下不总是牢固的。考虑到剩余板块形状，外周边延线也能够不同于矩形形状，因为图像处理算法也能够检测非矩形的板块几何结构。

在对比不那么强的拍摄的情况下，或者如果仅辨认出小的开口(内部切口)，则能够将图像照片的阈值分析、尤其Blob算法应用到图像上。在这里，Blob理解为在图像中的一区域，该区域没有清楚地与环境区分并且对于所述一种边沿算法不输出边沿线或者不输出明确的边沿线。Blob算法能够用在具有二进制像素值的图像中。二进制的图像能够例如通过阈值形成而自动地由原始图像的像素的灰度等级值产生。Blob区域呈现为下述区域：所述区域具有在那里已经进行激光加工的提高的概率。换言之，一些像素的灰度值位于阈值的带宽以上、以下或者位于其内，这些像素能够借助于阈值形成二进制地以“1”评估，而所有其它的像素被规定为“0”。通过另外的参数(例如，连续的像素的数量、Blobs的最小的和最大的面积尺寸以及可能的形状)将具有值“1”的连续的像素联合成为Blobs。

用Blob算法能够粗略地检测在板中的切口的面积或者由于在像素中的灰度值差引起的板表面。然而，边沿由于噪声和阈值而不一定清晰地示出。尽管如此，剩余面能够大致地检测，从而能够识别出在板中的例如孔的干扰区域并且对于放置剩余板块中的待切割的工件的情况下的后继加工能够排除所述干扰区域。

图5C示意性地示出Blob结构47，如它们能够借助对开口43的图像照片41的阈值分析产生。一般地，虽然借助Blob分析不能够作出关于轮廓形状的准确陈述。然而能够估计开口的范围并且在再生产时防止在小范围的内部切口上定位部件。

图6以流程图示出不同的方面，所述不同的方面能够单个地或者成组地纳入用于从板块状的材料切出工件的方法中。在此，板块状的材料为先前所执行的切割过程的所谓的剩余板块并且不构成连贯的面，而是具有一个或者多个内部切口区域。剩余板块的外轮廓可以、但是不必具有规则的、例如矩形的形状。在先前所执行的切割过程的框架下，原始的矩形板块会被细分为任意地成形的剩余板块，在所述剩余板块中，一个或者多个应被作为剩余板块在随后的切割过程中用于另外的工件。

图6总结用于提供板块规划几何数据31’的方法54的多个方法步骤。板块规划几何数据31’设置用于规划用平面激光机床执行的激光切割过程。根据方法54，在步骤55中用摄像机产生剩余板块的图像照片。剩余板块优选不具有另外待拣出的工件；也就是说，在前面的切割过程的切割物已经除去(拣出)。在步骤57A中评估图像照片，以便确定剩余板块的范围。为此，确定剩余板块的剩余板块外轮廓，例如结合图4B地解释。

此外，评估图像照片以便确定至少一个位于剩余板块外轮廓内部的内部切口区域(步骤57B)。

大的内部切口区域能够相当准确地在图像照片中识别出。这能够例如通过借助于边沿探测算法辨认闭合的内部切口轮廓来进行，如其例如已经被应用于在图像照片上的剩余板块外轮廓的探测并且结合图4B地解释。

此外能够识别出在图像照片中可能仅具有一定的不清晰的内部切口区域。这会在下述内部切口区域中发生：所述内部切口区域由于其边沿探测的(小的)尺寸或者形状而不可接触到。例如，能够通过对图像照片的阈值分析确定内部切口区域，如它们结合图4C地解释。

在步骤59中，通过使用确定的剩余板块外轮廓和确定的内部切口区域确定剩余板块的剩余面。剩余面为下述剩余板块的面：所述剩余板块能够作为激光切割过程的基础并且能够从该剩余板块切割另外的工件。

在步骤61中输出板块规划几何数据31’，用于哪些工件应如所布置地从剩余板块切割的规划，所述板块规划几何数据定义剩余面的几何结构。此外，板块规划几何数据31’能够包括平移和/或旋转变换，所述平移和/或旋转变换定义剩余板块外轮廓在机器坐标系中的位置。

在一种用于产生切割方案63A的方法中，输出的板块规划几何数据31’能够用于随后的切割过程。在此，在步骤63中，部件的切割轮廓布置在由板块规划几何数据31’确定的剩余面上。这能够手动地由操作者基于图像(例如，用Drop&Cut程序)借助于经校准的摄像机实时图像或者通过用于布置二维空间(其对应于待切割的工件几何结构)的嵌套方法进行。

在此，用切割轮廓的位置数据和(可选地)板块规划几何数据和/或平移和/或旋转变换的数据以一种格式产生切割方案63A，所述格式能够被激光切割机的控制装置读入并且用于使激光束在剩余板块上方相应地移动。

补充地，对于全面的生产过程提到：用于在后续切割过程的框架下用激光束从板块状的材料切出工件的方法还能够具有接着纳入方法54的步骤。

例如，在步骤51A中能够从平面激光机床的板块切割单元中输出托盘，其中，经加工的板块位于托盘上。经加工的板块包括切割物和包围该切割物的剩余板块。在拣出步骤51B中拣出切割物，从而使剩余板块露出。现在，剩余板块仅仅(或者与其它的剩余板块一起)位于托盘上并且能够为了产生图像照片而相应地定位。例如，尤其能够通过托盘的运动将剩余板块带到平面激光机床的摄像机的拍摄区域中。在被多个剩余板块占据(多板块加工)的情况下，所有的剩余板块面的检测和它们的以待切出的工件的占据能够共同地进行。

现在进行用于产生切割方案63A的、已经画出草图的方法。在步骤65中，切割方案63A读入到平面激光机床的控制单元中并且托盘与剩余板块在步骤67中移入到平面激光机床的板块切割单元中。现在，在步骤69中，切割过程能够相应于所读入的切割方案63A在剩余板块上执行。

在一些实施方式中，步骤51A和51B能够被步骤53替代，在所述步骤53中，在平面激光机床的摄像机的拍摄区域中提供托盘上的剩余板块。例如，能够从剩余网格的前置区域中选择一个用于下一个切割过程。

要指出，当拣出切割物、执行以上用于产生切割方案的方法、读入所产生的切割方案期间，另外的板块(新板块或者剩余板块)能够移入到平面激光机床的板块切割单元中并且被加工。

总的来说，待切割的部分的手动的或者在时间上相近地自动化的布置使小批量的再生产简化。为此，需要经校准的摄像机，用所述经校准的摄像机，能够在激光切割机的主时间基于所提供的坯板块/剩余板块手动地或者(部分)自动化地产生切割程序。为此，能够利用在拣出时所使用的经校准的摄像机实时图像。优选地，坯板块/剩余板块备用放置在机器附近的托盘上。例如，能够在还存在着剩余板中的拣出之后直接地或者通过摆放坯板块/剩余网格在主时间上平行地基于板块位置和板块面的测定进行切割程序。这能够引起每个板块几秒的时间节省，其中，时间节省随着可再切割的部件的数量而增加。

通过经校准的摄像机拍摄，在剩余板块在托盘上(然而在摄像机的可见范围以内)移动时能够追踪所探测的边沿。此外，基于对这个/这些摄像机的校准，能够计算剩余板块相对于机器零点的平移和旋转。

在一些实施方式中，作为下一个待切割的板块的图像叠加的图示基于在托盘上的坯板块示出。因此，操作者能够进行对切割程序的尺度和在板块上的嵌套的视觉调准。如果存在着对下一个切割程序的预测可行性，则操作者能够干预以避免错误并且调整切割方案。此外在此公开的方案允许下述尺寸检查：所规划的切割程序是否能够放置在待使用的坯板块面上。

要明确地强调：与在实施方式和/或权利要求中的特征组合无关地，为了原始的公开的目的正如为了限制所要求的发明的目的，所有在说明书和/或权利要求中所公开的特征应被视为分开的和相互独立。明确地规定：为了原始的公开的目的正如为了限制所要求的发明的目的，所有范围说明或者单位的组的说明公开了所有可能的中间值或者单位的分组，尤其也作为范围说明的限度公开。

Claims

1.一种用于提供板块规划几何数据(31)的方法(54)，所述板块规划几何数据用于规划借助平面激光机床(1)执行的激光切割过程，所述方法具有以下步骤：

借助摄像机(9)产生(步骤55)剩余板块(23)的图像照片(21)，其中，所述剩余板块(23)被所述平面激光机床(1)加工并且具有内部切口区域(25)，从所述内部切口区域除去切割物，

评估(步骤57A)所述图像照片(21)，以确定所述剩余板块(23)的剩余板块外轮廓(23A)，

评估(步骤57B)所述图像照片(21)以确定所述剩余板块(23)的位于所述剩余板块外轮廓(23A)内部的内部切口区域，其中，所述内部切口区域通过在所述图像照片中所辨认出的内部切口轮廓(23B)和/或通过所述图像照片的阈值分析确定，

通过使用所述剩余板块外轮廓(23A)和所述内部切口区域得出(步骤59)所述剩余板块(23)的剩余面(24)，其中，所述剩余面(24)能够作为激光切割过程的基础，和

输出(步骤61)板块规划几何数据(31)，所述板块规划几何数据定义所述剩余面(24)的几何结构。

2.根据权利要求1所述的方法(54)，其中，在边沿走向方面评估所述图像照片(21)，其中，在所述图像照片(21)中辨认出确定所述剩余板块外轮廓(23A)的外周边沿和限界所述内部切口轮廓(23B)的内周边沿或者内周边沿区段，并且在所述板块规划几何数据(31)中保存为外周边沿线(33A)和内周边沿线(33B)，其中，所述内周边沿线(33B)限界所述剩余板块(23)的内部切口区域(35)。

3.根据权利要求1或2所述的方法(54)，其中，所述阈值分析在所述剩余板块外轮廓(23A)内部的开口(23C)方面分析所述图像照片(21)的像素值并且可选地包括Blob分析，所述Blob分析输出至少一个连续的像素区域，所述至少一个连续的像素区域在所述板块规划几何数据(31)中的灰度值分布对应于所述剩余板块(23)的、由待规划的切割过程排除的内切口区域(35)。

4.根据以上权利要求中任一项所述的方法(54)，所述方法还具有：

计算所述剩余板块外轮廓(23A)相对于所述机器零点的平移和/或旋转变换(25)，和

将所述平移和旋转变换(25)作为所述板块规划几何数据(31)的部分输出。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法(54)，其中，所述图像照片(21)包括多个剩余板块(23)，对于所述多个剩余板块分别得出一剩余面(24)并且将其作为板块规划几何数据(31)输出。

6.一种用于产生切割方案(63A)的方法，所述切割方案用于在剩余板块(23)上的切割过程，所述方法具有以下步骤：

根据以上权利要求中任一项所述的方法(54)提供板块规划几何数据(31)，

将切割轮廓(39)布置(步骤63)在由所述板块规划几何数据(31)确定的剩余面(34)上，和

借助所述切割轮廓(39)的位置数据和可选地所述板块规划几何数据和/或平移和/或旋转变换(25)的数据产生所述切割方案(63A)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述切割轮廓(39)在由所述板块规划几何数据(31)确定的剩余面(34)上

-手动地由操作者基于图像地布置，或者

-借助于用于布置二维空间的嵌套方法来布置，所述二维空间对应于待切割的工件几何结构。

8.一种用于在切割过程的框架下借助激光束从板块状的材料切出工件的方法，该方法具有以下步骤：

从平面激光机床(1)的板块切割单元(3)输出(步骤51A)托盘(7)，其中，加工的板块位于所述托盘(7)上，所述加工的板块包括切割物和包围所述切割物的剩余板块(23)，和

拣出(步骤51B)所述切割物，从而使所述剩余板块(23)露出并且所述剩余板块(23)布置在用于产生图像照片(21)的托盘(7)上，其中，所述剩余板块(23)尤其在所述摄像机(9)的拍摄区域中提供，

执行根据权利要求6或7中任一项所述的用于产生切割方案(63A)的方法，

将所述切割方案(63A)读入(步骤65)到所述平面激光机床(1)的控制单元(11)中，

将所述托盘(7)连同所述剩余板块(23)移入(步骤67)到所述平面激光机床(1)的板块切割单元(3)中，和

相应于所读入的切割方案(63A)在所述剩余板块(23)上执行(步骤69)切割过程。

9.一种用于在切割过程的框架下借助平面激光机床(1)的激光束从板块状的材料切出工件的方法，该方法具有以下步骤：

在所述平面激光机床(1)的摄像机(9)的拍摄区域中提供(步骤53)在托盘(7)上的剩余板块(23)，所述托盘配属于所述平面激光机床(1)的板块切割单元(3)，

将所述托盘连同所述剩余板块(23)移入(步骤67)到所述平面激光机床(1)的板块切割单元(3)中，和

10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其中，在拣出所述切割物、执行用于产生切割方案(63A)的方法和读入所述切割方案(63A)这些步骤中的至少一个步骤期间，将另外的板块移入到所述平面激光机床(1)的板块切割单元(3)中并且在切割过程中切割为工件。

11.一种用于借助激光束从板块状的材料切出工件的平面激光机床(1)，其中，所述平面激光机床(1)包括：

用于提供托盘(7)的预备区域的至少一个托盘更换器(5A，5B)，所述托盘用于存放所述板块状的材料，

用于产生定位在所述预备区域中的托盘(7)连同所述板块状的材料的图像照片(21)的摄像机(9)，

板块切割单元(3)，和

用于执行根据以上权利要求中任一项所述的方法的控制单元(11)。

12.根据权利要求11所述的平面激光机床，其中，所述摄像机(9)安装在所述板块切割单元(3)上，并且所述摄像机(9)的图像照片(21)关于所述板块切割单元(3)的机器坐标系在空间上进行校准。