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Die
Erfindung betrifft zunächst
eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der
DE 40 12 462 C2 , die auf den Anmelder zurückgeht,
bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Erfassen
von Fehlerstellen und zum Erfassen des Umrisses der aufgelegten
Haut auf. Jede zu erfassende Tierhaut weist einen individuellen
Konturverlauf auf, da organisch gewachsene Häute, abhängig z. B. von der Größe des Tieres,
unterschiedlich sind. Desweiteren weisen Tierhäute üblicherweise auch eine Vielzahl
von Fehlerstellen, wie Risse, Löcher
oder Narben, auf, die beim Zuschneiden von Schnittteilen berücksichtigt
werden müssen.
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Um
aus dem flächigen
Körper
eine Vielzahl von Schnittteilen ausschneiden zu können, müssen diese
innerhalb des Umrisses der Haut positioniert und um Fehlerstellen
herum, insbesondere um schwerwiegende Fehler, wie Löcher, herum,
angeordnet werden. Es ist auch möglich,
daß auf
Bereichen von auszuschneidenden Schnittteilen bestimmte Fehlerarten
oder Fehlergrade zugelassen werden.
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Eine
Rechnereinheit oder Steuereinheit setzt die Merkmal-Daten, also diejenigen,
insbesondere digitalisierten, Informationen, die den von der Erfassungseinrichtung
erkannten, individuellen Merkmalen entsprechen, wie beispielsweise
Umriß des
Körpers
oder Ort und Größe sowie
Art der Fehlerstellen, in Bezug zu den Schnittteilen, so daß beispielsweise eine
Optimierung des Schnittbildes, z.B. zur Erhöhung des Ausnutzungsgrades
durch einen Nesting-Vorgang erfolgen kann.
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Bei
anderen, zu bearbeitenden flächigen Körpern, beispielsweise
Rapportstoffen, die beispielsweise auch endlos oder als Rollware
ausgebildet sind, sind die Bezugspunkte des Rapportstoffes, beispielsweise
Rasterpunkte für
ständig
wiederkehrende Muster, für
die Anordnung der Zuschnitt-Teile, also für die Berechnung des Schnittbildes,
gleichermaßen
von Bedeutung. Auch diese Bezugspunkte müssen als individuelle Merkmale
der Körper
aufgenommen und in Beziehung zu den Zuschnitt-Teilen gesetzt werden, so daß bei einer
nachfolgenden Schneidbearbeitung der Ort und die Lage dieser Bezugspunkte
berücksichtigt
werden kann.
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Als
Erfassungseinrichtung für
die individuellen Merkmale schlägt
die
DE 40 12 462 C2 ,
von der die Erfindung ausgeht, eine hochauflösende Kamera vor, die manuell
markierte Fehler oder unmarkierte Fehlerstellen erfassen kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu
Grunde, die bekannte Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1 derart weiterzuentwickeln, daß sie
variabel einsetzbar ist und eine besonders einfache und schnelle
Erfassung der individuellen Merkmale ermöglicht.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit
denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung
der Merkmale ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl, auf
den Körper
projizierbar und mittels einer Positioniereinrichtung entlang dem
Körper
bewegbar ist.
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Das
Prinzip der Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, zur Erfassung
der Merkmale einen positionierbaren Lichtstrahl entlang dem Körper zu
bewegen, so daß Punkte
oder Orte auf dem Körper
von dem Lichtstrahl erreichbar, auf diese Weise für die Bedienperson
visualisierbar sind und von der Bedienperson gegenüber der
Erfassungseinrichtung für
eine Weiterverarbeitung durch die Rechnereinheit markierbar sind.
Ein Benutzer kann den Lichtstrahl mittels einer Positioniereinrichtung
lenken, also führen,
und bestimmte charakteristische Punkte des Körpers aufnehmen. Vornehmlich
werden diejenigen Punkte des Körpers
ausgenommen, die die individuellen Merkmale des Körpers darstellen
oder diesen individuellen Merkmalen zugeordnet sind, und sich in einer
unmittelbaren räumlichen
Nachbarschaft der Merkmale befinden oder einen Bereich dieser Merkmale
abgrenzen.
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Beispielsweise
besteht die Möglichkeit,
als Positioniereinrichtung eine herkömmliche Computer-Maus zu verwenden,
und die Positionierung des Lichtstrahls in der gleichen Weise vorzunehmen,
wie eine Computer-Maus in herkömmlicher
Weise einen Cursor auf einem Computer-Bildschirm steuert. Durch
Betätigung
eines Betätigungselementes,
beispielsweise einer Maus-Taste, kann beispielsweise ein gerade
erreichter Punkt auf dem Körper,
also der Ort, an dem der Lichtstrahl auf den Körper trifft, markiert werden.
Die Koordinaten dieses aufgenomme nen Punktes können von der Erfassungseinrichtung, gegebenenfalls
auch kodiert, an die Rechnereinheit weitergeleitet werden.
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Die
Position des Lichtstrahls kann beispielsweise von einer Spiegeleinheit,
die den Lichtstrahl lenkt, erkannt werden, indem z.B. die Spiegelposition abgefragt
wird, welche mit der aktuellen Position des Laserstrahles korreliert.
Die Koordinateninformation über
den Punkt kann aber auch von der Rechnereinheit unmittelbar über die
Positionierkoordinaten der Maus abgefragt werden. Die Positionierung
der Positioniereinrichtung korreliert in jedem Falle mit einer Positionierung
des Laserstrahles.
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Die
Erfassung individueller Merkmale der Körper erfolgt bei den Vorrichtungen
des Standes der Technik durchgehend mittels Bildaufnahmevorrichtungen.
Verwendet werden sowohl solche Kameras, die ein Bild des gesamten
Körpers
aufnehmen als auch solche Kameras, die das Bild des Körpers segmentiert,
beispielsweise zeilenweise (Zeilen-Kamera oder Scanner) oder rasterweise
(Rasterkamera) aufnehmen. Dies erfordert üblicherweise gesonderte Bearbeitungstische
für die
Erfassung der Körper
und für
die nachfolgende Schneidbearbeitung. An einem vorbekannten Bearbeitungstisch
zur Erfassung, beispielsweise einer Tierhaut, ist die Kamera z.B.
fest angeordnet. An einem vorbekannten, gesonderten Schneidbearbeitungstisch
ist beispielsweise eine Einrichtung vorgesehen, die mittels eines
Laserstrahl die an dem Erfassungstisch aufgenommenen Umrißverläufe der
Haut auf die Schneid-Bearbeitungsfläche projiziert, um die Haut
entsprechend dem projizierten Umriss ausrichten zu können. Diese
Vorrichtungen des Standes der Technik werden von der Erfindung als
zu kompliziert angesehen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
demgegenüber
ein Erfassen der individuellen Merkmale des Körpers und eine nachfolgende Schneidbearbeitung
an einem gemeinsamen Bearbeitungstisch. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
dabei eine manuell durch einen Benutzer vornehmbare Positionierung
des Lichtstrahls und ein schrittweises Aufnehmen einzelner Punkte
des Körpers.
Beispielsweise kann der Umrissverlauf der aufgelegten Tierhaut aufgenommen
werden, indem ein Benutzer entlang dem Umriss der Haut mehrere Punkte
aufnimmt, die die Rechnereinheit später zu einem Streckenzug verbindet,
der dem Umrissverlauf der Tierhaut im wesentlichen angenähert ist.
Beispielsweise kann ein Umriss einer Tierhaut mit einer geringen
Anzahl von Punkten, beispielsweise mit neun Punkten, aufgenommen
werden. Der Benutzer kann also durch neunmaliges Klicken einer Maustaste
die Kontur der flächigen
Tierhaut erfassen. Für
jeden aufzunehmenden Punkt wird somit eine Bestätigungseingabe vorgenommen.
Bei z.B. im wesentlichen dreieckigen Körpern genügt gegebenenfalls auch die
Bestimmung von lediglich drei Punkten, um den Umriß des Körpers in
Form eines Dreiecks zu erfassen. Dadurch daß der Benutzer die Erfassung
der individuellen Merkmale unmittelbar selbst beeinflußt, hat
er die Möglichkeit,
auch nur die wichtigsten relevanten Merkmale aufzunehmen, so daß eine nur
geringe Anzahl zu verarbeitender Daten zur Verfügung steht und der Rechenaufwand,
der beispielsweise für eine
nachfolgende Schnittbildoptimierung (Nesting-Verfahren) erforderlich ist, gering
gehalten werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
macht ein Kamerasystem entbehrlich, so daß Kostenvorteile entstehen
können,
zumal ein Laser zur Projektion eines erfaßten Umrisses einer Haut bei
den Vorrichtungen des Standes der Technik ohnehin vorhanden ist.
Desweiteren kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung praktisch jeder
beliebige Körper
hinsichtlich seiner individuellen Merkmale erfaßt werden, auch ohne daß besondere
Anpassungsmaßnahmen erforderlich
sind. Beispielsweise spielt es für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
keine Rolle, aus welchem Werkstoff der zu bearbeitende und hinsichtlich seiner
individuellen Merkmale zu erfassende Körper besteht. Dieser kann beispielsweise
aus Rigips, Karton, Pappe, Leder, Kunststoff, z.B. Styropor, Metall, Holz,
Kreamik od. dergleichen bestehen, ohne daß die Erfassung der Merkmale
an den Werkstoff angepaßt
werden muß.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die unterschiedlichen Werkstücke nachfolgend mit
der gleichen Schneidvorrichtung bearbeitet werden Können. Dies
wird beispielsweise durch eine als Wasserstrahl-Schneidvorrichtung
ausgebildete Schneidvorrichtung erreicht. Während bei herkömmlichen
Kamerasystemen auch der Kontrast zwischen Auflagefläche und
aufgelegtem Körper
von Bedeutung ist, beispielsweise um den Umrißverlauf genau zu erkennen,
kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch eine Auflagefläche
verwendet werden, die zugleich die Schneid-Auflagefläche darstellt,
und beispielsweise eine flächenartige
Wabenstruktur besitzt, die ansonsten für eine Erfassung des Konturverlaufes
durch ein Kamerasystem unzweckmäßig oder
ungeeignet wäre.
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Neben
der Aufnahme des Umrisses einer Tierhaut oder eines sonstigen flächig ausgebildeten Körpers können auch
Punkte des Körpers
aufgenommen werden, die besondere charakteristische Merkmale aufweisen
oder solchen Merkmalen zugeordnet sind. Beispielsweise können mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Orte und Größe, gegebenenfalls auch
Art von Fehlerstellen auf dem Körper
markiert werden oder bei einem Rapportstoff besondere Rasterpunkte.
Rasterpunkte sind solche Punkte, an denen sich ein Muster eines
Rapport-Stoffes wiederholt oder die einen besonderen Bezugspunkt
für ein
Segment eines sich wiederholenden Musters darstellen.
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Von
besonderer Bedeutung ist, daß der
Ort des Körpers,
an dem der Lichtstrahl den Körper
trifft, von dem System erfaßt
werden kann und in Bezug zu der Auflagefläche gesetzt werden kann. Im
einfachsten Falle geschieht dies durch Aufnahme von Koordinaten,
insbesondere eines Koordinatenpaares (x- und y-Koordinaten). Da
insbesondere vorgesehen ist, daß die
Auflagefläche
für den
Körper
auch die Auflagefläche
während
der Schneidbearbeitung bereitstellt und eine Verlagerung des Körpers relativ
zu der Auflagefläche
bis zum Schneidvorgang nach dem Erfassen der Merkmale nicht mehr
stattfindet, kann die Rechnereinheit bei Berechnung des Schnittbildes
die erlangten Koordinateninformationen verwenden und berücksichtigen.
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Eine
Erfassung der Merkmale bedeutet im Sinne der Erfindung somit ein
Erkennen der Merkmale des Körpers
und die Möglichkeit,
die erfaßten Merkmale
der Rechnereinheit zuzuordnen. Mit anderen Worten kennt die Rechnereinheit
nach Erfassen der Merkmale deren Lage, so daß eine Schnittbildoptimierung
möglich
wird.
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Die
Einrichtung zum Erfassen der Merkmale kann eine baulich von der
Rechnereinheit gesonderte Einheit sein oder mit der Recheneinheit
zusammengefaßt
sein. Im letzteren Fall kann eine Übermittlung der erfaßten Merkmale
in Form von Merkmaldaten an die Rechnereinheit auch innerhalb beispielsweise
eines einzigen Computers stattfinden. Die Rechnereinheit kann beispielsweise
von einem herkömmlichen
PC bereitgestellt werden, die die Einrichtung zur Erfassung der
Merkmale mit umfaßt.
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Die
Rechnereinheit weist Zuschnitt-Informationen über die Schnittteile auf, beispielsweise
deren Konturverläufe,
deren zulässige
Fehlerqualitäten
etc. Die Rechnereinheit kann die Merkmal-Daten zu den Zuschnittinformationen
derart in Beziehung setzen, daß ein
sinnvolles, eventuell optimiertes Schnittbild errechnet wird, d.h.
eine Anordnung mehrerer Schnittteile, gegebenenfalls auch nur eines
einzigen Schnittteils, auf dem Körper
vorgenommen wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
ein Digitalisieren der individuellen Merkmale der Körper auf
besonders einfache und zweckmäßige Art und
Weise, mit einem nur geringen technischen Aufwand. Auch ist auf
Grund der vorhandenen Positioniereinrichtung für den Lichtstrahl eine komfortable Bearbeitung
durch eine Bedienperson möglich.
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Aus
der
DE 197 19 196
C2 des Anmelders geht eine Vorrichtung zur Herstellung
von Zuschnitten aus als Rollen- oder Stapelware vorliegenden mit Fehlerstellen
behafteten Werkstoffen hervor. Hier ist eine stromaufwärts angeordnete
Digitalisiervorrichtung vorgesehen, welcher stromabwärts eine
automatische Schneidvorrichtung folgt. Die Digitalisierungsvorrichtung
ermöglicht
eine Fehlerortung dadurch, daß eine
Bedienperson beispielsweise die entsprechende fehlerbehaftete Stelle
mit einem elektronischen Taster berührt, wobei die Berührungsstelle
von dem Digitalisierer unter Berücksichtigung
des Vorschubs koordinatengerecht erfaßt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist gegenüber
dieser vorbekannten Vorrichtung komfortabler bedienbar, da auf Grund
der Positioniereinrichtung für
den Lichtstrahl beispielsweise eine sitzende Arbeitsweise der Bedienperson
möglich
ist. In jedem Falle ist eine Anordnung der Positioniereinrichtung
auch entfernt von dem Körper
möglich,
so daß eine
Bewegung des Benutzers hin zu den einzelnen individuellen Merkmalen
des Körpers
entfallen kann. Weiterhin ermöglicht die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ein berührungsloses
Erfassen von Merkmalen.
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Ein
Bearbeitungstisch des Standes der Technik, der herkömmlich gesondert
von einem Schneidtisch verwendet wird, ist in der
DE 198 22 224 A1 des Anmelders
beschrieben. Dort ist ein zu dem oben beschriebenen vergleichbares
elektronisches Markierungselement vorgesehen, welches sich durch
den Benutzer entlang der Meßebene
bewegen läßt, um auf
der Oberseite des Körpers
Fehler entsprechend zu kennzeichnen. Mittels eines an dem Markierungselement
angeordneten Befehlsgebers kann der Benutzer die Art des Fehlers
eingeben. Vor der Markierung von Fehlern wird der Umriss des Körpers von
einer oberhalb des Bearbeitungstisches angeordneten Kamera erfaßt.
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Aus
der
DE 198 29 912 des
Anmelders geht eine Vorrichtung hervor, bei der mehrere Bearbeitungstische
vorgesehen sind. Während
auf einem ersten Tisch die Haut aufgelegt wird, und entlang eines
mittels eines Laserstrahls auf diese Auflagefläche projizierten Umrisses der
Haut ausgerichtet werden kann, findet gleichzeitig auf einem benachbarten Tisch
ein Schneidvorgang an einer anderen Haut statt. Die Erfassung des
Umrisses der Haut, also die Digitalisierung, erfolgt durch eine
in dieser Druckschrift nicht beschriebene, gesonderte Einlesevorrichtung.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Koordinaten des
Ortes, an dem der Lichtstrahl den Körper trifft, aufnehmbar. Vorteilhafterweise
sind die Koordinaten, beispielsweise in Form eines Koordinatenpaares
(x-,y-Koordinate), bezogen auf die Auflagefläche, darstellbar und für eine weitere
Berechnung verwendbar. Es kommt aber jede Art möglicher Koordinatendefinition
oder Koordinatendarstellung in Frage, z.B. auch eine Vektordarstellung,
die gewährleistet,
daß der
Ort, an dem der Lichtstrahl auf den Körper trifft, später von
der Rechnereinheit erkannt wird und dem zu schneidenden Körper zuordenbar
ist, und insbesondere in Bezug zu der Auflagefläche gesetzt werden kann, so
daß für einen
Betrieb der Schneidvorrichtung der Ort mit den dazugehörigen individuellen
Merkmalen berücksichtigt
werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur Koordinatenaufnahme
eine Betätigungseinrichtung
vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise
durch Betätigung
eines Schalters, z.B. durch Betätigung
einer linken Maustaste einer herkömmlichen Computermaus, durch
den Benutzer manuell entschieden werden, daß der gerade aktuell von dem
Lichtstrahl erreichte Ort aufgenommen wird. Alternativ, gegebenenfalls auch
zusätzlich
in einem besonderen Betriebsmodus der Rechnereinheit, kann vorgesehen
sein, daß durch
Bewegung des Lichtstrahls entlang des Körpers eine Kurvenbahn in Form
eines Streckzuges unmittelbar von dem Lichtstrahl abgefahren wird,
und die Koordinaten dieser Kurvenbahn aufgenommen werden.
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Gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigungseinrichtung der
Positioniereinrichtung zugeordnet, insbesondere an der Positioniereinrichtung
angeordnet. Dies ermöglicht beispielsweise
eine Betätigungseinrichtung, die,
wie zuvor erwähnt,
bei einer als Computermaus ausgebildeten Positioniereinrichtung
deren Maustaste darstellt. Allgemein kann aber auch vorgesehen sein,
daß die
Betätigungseinrichtung
im Bereich der Rechnereinheit, beispielsweise im Bereich einer dort vorgesehenen
Tastatur vorgesehen ist und z.B. von einer Eingabetaste der Tastatur
bereitgestellt wird.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Positioniereinrichtung von
einer Computermaus gebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache
und komfortable Bedienung zur Bewegung des Laserstrahls entlang
des Körpers, ohne
daß ein
hoher Schulungsaufwand der Bedienperson erforderlich ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mittels der
Erfassungseinrichtung nacheinander eine Vielzahl einzelner Orte des
Körpers
aufnehmbar. Auf diese Weise wird die Möglichkeit bereitgestellt, die
Vielzahl aufgenommener Orte miteinander zu verbinden.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, daß die
Vielzahl von Punkten oder Orten zu einem Streckenzug miteinander
verbindbar ist. Dies ermöglicht beispielsweise
die Erfassung eines Umrisses des Körpers, oder die Erfassung einer
Fläche
auf dem Körper,
beispielsweise einer Fehlerstellen aufweisenden Fläche.
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Desweiteren
kann auch vorgesehen sein, daß die
Vielzahl der Orte zu einem Raster zusammensetzbar ist, beispielsweise
um bei Rapportstoffen die dort wichtigen Bezugspunkte oder Raster
zu erfassen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verbleibt der
Körper
während der
Schneidbearbeitung auf der Arbeitsfläche. Dies erlaubt eine besonders
sichere Erfassung der individuellen Merkmale und macht eine Identifizierung
und Markierung des Kör pers,
einen gesonderten Kameraplatz und einen gesonderten Bearbeitungstisch entbehrlich.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Arbeitsfläche relativ
zu der Schneidvorrichtung beweglich. Dies ermöglicht beispielsweise die Anordnung
mehrerer Arbeitsflächen
relativ zu einer Schneidvorrichtung, so daß eine besonders gute Ausnutzung
des Systems erreicht werden kann. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein,
daß die
Schneidvorrichtung, beispielsweise ein Wasserstrahlschneidetisch,
fest angeordnet ist, und die Auflagefläche relativ zu dem Schneidetisch
von einer Erfassungsposition in eine Arbeitsposition verlagerbar
ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Schneidvorrichtung beispielsweise
in Form eines Schlittens relativ zu der Auflagefläche beweglich
ist und die Auflagefläche
oder mehrere Auflageflächen
wahlweise abfahren kann.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schneidvorrichtung
als Wasserstrahlschneidvorrichtung ausgebildet. Dies ermöglicht ein
Schneiden von Körpern
aus nahezu beliebigen Werkstoffen.
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Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Erfassung
individueller Merkmale, wie Umriß, Fehlerstellen oder Rasterpunkte
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 14.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das aus der
DE 40 12 462 C2 bekannte
Verfahren derart weiterzubilden, daß eine den individuellen Bedürfnissen
eines Benutzers angepaßte
Bearbeitung möglich
wird.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 14, insbesondere
mit denen des Kennzeichenteiles und ist demgemäß gekennzeichnet durch die
Schritte:
- a) Auflegen des Körpers auf eine Auflagefläche eines
Bearbeitungstisches,
- b) Projizieren eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls,
auf den Körper,
- c) Positionieren des Lichtstrahls entlang dem Körper durch
eine Positioniereinrichtung, hin zu wenigstens einem Ort auf dem
Körper,
der ein individuelles Merkmal aufweist oder der einem solchen Merkmal
zugeordnet ist,
- d) Erfassen des Ortes durch eine Erfassungseinrichtung,
- e) Übermittlung
der Ortsinformation in Form von Merkmal-Daten an eine Rechnereinheit,
- f) Berücksichtigen
der Merkmal-Daten durch die Rechnereinheit bei Erstellung eines
Schnittbildes für
aus dem Körper
auszuschneidende Zuschnitt-Teile.
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Das
Prinzip der Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, einen
Lichtstrahl auf den Körper zu
projizieren und ihn an bestimmten Orten zu positionieren, um die
entsprechenden Ortsinformationen über das Merkmal aufzunehmen
und in Form von Merkmaldaten an eine Rechnereinheit weiterzusenden.
Das erfindungsgemäße Verfahren
kann insbesondere mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis
13 durchgeführt
werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie
an Hand der nun folgenden Beschreibung mehrerer in den Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele.
In den Figuren zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer schematischen, perspektivischen Ansicht,
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit zwei Auflageflächen
in schematischer Draufsicht etwa gemäß Ansichtspfeil II in 1,
und
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3 das
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 in
schematischer Draufsicht etwa gemäß Ansichtspfeil II in 1 unter
Weglassung einer Vielzahl von Teilen zur Verdeutlichung einer Bearbeitung eines
Rapportstoffes.
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Gemäß 1 ist
ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Es sei zunächst angemerkt,
daß sämtliche
in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele zur Verdeutlichung
lediglich sehr schematische Darstellungen zeigen, die lediglich
dem Verständnis
dienen sollen. Desweiteren sei darauf hingewiesen, daß gleiche
oder vergleichbare Teile oder Elemente der Übersichtlichkeit halber mit gleichen
Bezugszeichen beziffert worden sind, teilweise unter Anhängung kleiner
Buchstaben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 10 gemäß 1 umfaßt einen
Bearbeitungstisch 11, der in herkömmlicher Weise ausgebildet
ist und ein Gestell 12 aufweist, welches eine Auflagefläche 13 trägt. Bei dem
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 entspricht die
Größe der Auflagefläche im wesentlichen
der gesamten Oberseite des Bearbeitungstisches 11. Bei anderen
Ausführungsbeispielen,
können
aber, wie dies erst später
am Ausführungsbeispiel
der 2 erläutert
werden soll, mehrere Auflageflächen
vorgesehen sein.
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Gemäß 1 kann
ein im wesentlicher flächiger
Körper 14 auf
die Auflagefläche
aufgelegt werden. Beispielsweise werden Tierhäute bearbeitet, wie sie in
den 1 und 2 dargestellt sind. Jede Tierhaut
weist einen individuellen Umriss 15 auf, also eine individuelle
Kontur, die bei einer später
vorzunehmenden Schneidbearbeitung zu berücksichtigen ist.
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1 zeigt
schematisch eine Rechnereinheit 16, mit einer Bildschirmeinheit 17,
einer Tastatur 18 und einer als Positioniereinrichtung
fungierenden herkömmlichen
Computermaus 19. Die Rechnereinheit 16 ist über eine
Steuerleitung 20 mit einem Laser oder einer Laser-Baueinheit 21 verbunden.
Der Laser 21 kann einen Laserstrahl 22 erzeugen
und auf den Körper 14 projizieren,
wo der Laserstrahl 22 diesen an einem Punkt P trifft. In
dem Bereich des Punktes P kann der Laserstrahl entweder nur einen
hellen Lichtfleck erzeugen, oder ein Symbol darstellen, beispielsweise
ein Kreuz oder einen Pfeil. Die Darstellung eines Symboles kann
einem Benutzer – je
nach Helligkeit des Lichtstrahles bzw. je nach Raumhelligkeit – erleichtert
anzeigen, welcher Punkt P erfaßt werden
soll, z.B. in Form des Mittelpunktes des Kreuzes oder einer Spitze
eines Pfeiles.
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Der
Laser 21 ist mittels eines Trägers 23 an dem Bearbeitungstisch 11 angeordnet.
Vorzugsweise ist der Träger 23 und
der Laser 21 an dem Bearbeitungstisch 11 fest
angeordnet. Eine Lenkung des Laserstrahles 22 entlang dem
Körper 14 kann
beispielsweise durch eine Verstellung von Spiegelelementen erfolgen,
die innerhalb des Gehäuses 30 des Lasers 21 angeordnet,
in 1 aber nicht dargestellt sind. Verfahren und Vorrichtungen
zur Lenkung eines Laserstrahls sind im Stand der Technik bekannt.
Alternativ kann der Laser 21 auch relativ zu dem Bearbeitungstisch 11 verlagerbar
sein.
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Die
Rechnereinheit 16, beispielsweise ein herkömmlicher
Personalcomputer, ist über
eine zweite Steuerleitung 24 mit einer Steuerungseinrichtung 25 für eine Schneidvorrichtung 26 verbunden.
Die Schneidvorrichtung 26 weist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ein
Schneidportal 27 auf, welches entlang der Richtung des
Doppelpfeiles y relativ zu dem Bearbeitungstisch 11 und
damit auch relativ zu der bei diesem Ausführungsbeispiel feststehenden
Auflagefläche 13 verlagerbar
ist. An dem Schneidportal 27 ist ein Schneidkopf 28 angeordnet, der
entlang der Richtung des Doppelpfeiles x entlang dem Schneidportal
beweg bar ist. Auf diese Weise ist jeder Ort der Auflagefläche 13 von
dem Schneidkopf erreichbar.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
die Schneidvorrichtung als Wasserstrahl-Schneidvorrichtung ausgebildet
und umfaßt
eine lediglich schematisch angedeutete Zuleitung 29 für unter
hohem Druck stehendes Wasser. Die Steuerungseinrichtung 25 erzeugt
typischerweise den erforderlichen Wasserdruck. Die Steuereinheit 25 ist
darüber hinaus
auch mit dem Schneidportal 27 zur Steuerung des Schneidkopfes 28 und
des Schneidportales 27 verbunden und erhält die dazu
erforderlichen Daten von der Rechnereinheit 16.
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Es
sei angemerkt, daß die
dargestellte Architektur des Systems lediglich beispielhaft zu verstehen
ist. Die Steuerung des Lasers 21, die Errechnung des Schnittbildes
(also die Anordnung der Zuschnitt-Teile auf dem Körper), die
Steuerung der Schneidvorrichtung und das Zusammenspiel der Anlage
können
von unterschiedlichen Teil-Rechnereinheiten oder von einem gemeinsamen
Rechner durchgeführt
werden.
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An
Hand der 2 soll im folgenden zunächst erläutert werden,
wie der Umriss 15 eines Körpers 14, insbesondere
einer Tierhaut, aufgenommen werden kann: 2 zeigt
einen Bearbeitungstisch 11 mit einer ersten Auflagefläche 13a und
einer zweiten Auflagefläche 13b.
Die beiden Auflageflächen 13a, 13b sind
nebeneinander, beispielsweise fest an einem nicht dargestellten
Gestell angeordnet. Ein Schneidportal 27 mit einem Schneidkopf 28 kann auf
diese Weise beispielsweise nacheinander zunächst auf der Auflagefläche 13b angeordnete
Körper 14b und
anschließend
auf der Auflagefläche 13a angeordnete
Körper 14a bearbeiten,
so daß zeitgleich
auf einer der beiden Auflageflächen 13a, 13b eine
Merkmalserfassung vorgenommen werden kann und auf der anderen Auflagefläche 13b, 13a geschnitten
werden kann.
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Aus 2 wird
deutlich, daß die
beiden Tierhäute 14a, 14b unterschiedliche
Umrisse 15a, 15b aufweisen. Mit Erfassungsvorrichtungen
des Standes der Technik wird grundsätzlich versucht, den Konturverlauf
möglichst
detailgetreu abzubilden. Hierfür
ist einerseits eine ausreichend hohe Auflösungsgenauigkeit der Kamera
erforderlich, andererseits aber auch ein genügender Kontrast zwischen der
Oberfläche
des Werkstückes 14 und
der Auflagefläche 13.
Zum anderen führt
die Aufnahme eines kontinuierlichen oder zumindest aus einer Vielzahl von
Punkten zusammengesetzten Umrissverlaufes zu einer großen Datenmenge,
die bei der nachfolgenden Bearbeitung zu berücksichtigen ist. Schließlich erfordert
die Erfassung der gesamten Kontur mit der erforderlichen Auflösung auch
eine gewisse Zeit.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es nunmehr möglich,
den Laserstrahl 22, der auch ein fokussierter Lichtstrahl
sein kann, auf den Körper 14a zu
projizieren und entlang des Körpers
zu positionieren. Dies kann mit Hilfe der Computermaus 19 geschehen,
so daß eine
Bewegung der Maus in eine Richtungsänderung des Laserstrahls umgesetzt wird.
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Um
den Umriss 15a des Körpers 14a zu
erfassen, kann beispielsweise die durch neun Punkte in 2 dargestellte
Punktreihe Pa, Pb,
Pc, Pd, Pe, Pf, Pg, Ph, Pi abgefahren
werden. Anschließend
können
diese Punkte zu einem Streckenzug 31 nach Art eines Polygon-Zuges
miteinander verbunden werden. Die Zahl der aufgenommenen Punkte
zur Darstellung eines Umrissverlaufes ist selbstverständlich beliebig und
hängt von
dem tatsächlichen
Umriss des zu erfassenden Körpers
sowie von der zu erzielenden Genauigkeit ab. Besonders wenige Punkte
zur Darstellung eines Umrisses sind erforderlich, wenn das Werkstück eine
halbe Tierhaut darstellt, bei der eine lange Kante des Umrisses
im wesentlichen gerade ausgestaltet ist, so daß lediglich zwei Punkte zur
Darstellung dieses Streckenabschnittes erforderlich sind.
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Der
Benutzer erfaßt
die Punkte, indem er den Laserstrahl 22 zunächst auf
den Punkt Pa positioniert und eine Maustaste 32,
also eine Betätigungseinrichtung
betätigt.
Der Mausklick wird von der Rechnereinheit 16 verstanden
als Aufforderung, die Koordinaten des Ortes Pa aufzunehmen
und in geeigneter Weise zu speichern.
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Anschließend bewegt
der Benutzer den Laserstrahl 22 zu dem Ort Pb,
indem er die Maus 19 entsprechend verlagert. Dort betätigt er
wiederum die Maustaste 32 und führt dieses fort, bis er auch
den Punkt Pi aufgenommen hat.
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Durch
Wahl eines vorher eingestellten Betriebsmodus an der Rechnereinheit 16 weiß die Rechnereinheit,
daß soeben
ein Umriss eines Körpers 14a aufgenommen
worden ist. Der Benutzer kann der Rechnereinheit beispielsweise
mittels der Tastatur 18 zu verstehen geben, daß mit Aufnahme der
Koordinaten des Punktes Pi der letzte der Streckenpunkte aufgenommen
worden ist. Die Rechnereinheit 16 kann daraufhin die Punkte
zu einem Streckenzug 31 verbinden, der in 2 ebenfalls
schematisch dargestellt ist.
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Der
Rechnereinheit 16 hat auf diese Weise die Information über den
Umriss 15a des Körpers 14a erhalten
und kann diese Merkmaldaten im folgenden berücksichtigen. Insbesondere bei
einer Anordnung von Zuschnittteilen auf dem Körper 14a muß dafür gesorgt
werden, daß jedes
Zuschnittteil rechnerisch vollständig
auf dem Körper 14a zu
liegen kommt. Die Rechnereinheit 16 kann in Kenntnis der
Punkte Pa – Pi bei
der Berechnung eines optimalen Schnittbildes sicher stellen, daß die Zuschnitt-Teile
innerhalb der Kontur des Streckenzuges 31 angeordnet werden.
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Aus 2 wird
deutlich, daß der
Streckenzug 31 von dem tatsächlichen Verlauf der Kontur 15a des
Körpers 14a abweicht.
So ist beispielsweise eine Randzone 33 von dem Streckenzug 31 nicht
erfaßt.
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Dies
ist aber auch nicht problematisch, da der bei einer Tierhaut typischerweise
in der Randzone 33 befindliche Materialbereich ohnehin
nicht verwendbar ist. Der die Punkte Pg und
Ph miteinander verbindende Abschnitt des
Streckenzuges 31 sorgt auf diese Weise für ein Herausfallen
dieses ohnehin nicht zu verwertenden Hautbereiches 33.
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Desweiteren
ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
selbstverständlich
auch möglich, den
Umriss 15a des Körpers 14a durch
Aufnahme einer großen
Zahl von Punkten nahezu detailgetreu abzubilden. Dies ist jedoch
nicht das eigentliche Ziel der Vorrichtung, soll doch nur mit wenigen
Punkten unter Ermöglichung
einer zeitsparenden Bearbeitung nur eine grobe Kontur 31 des
Körpers 14a erfaßt werden. Dies
ermöglicht
beispielsweise eine zeitsparende Bearbeitung von Verschnitt-Teilen
und -Resten, die auf diese Weise ausgenutzt werden können.
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Schließlich kann
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weiterhin vorgesehen sein, daß der
von der Rechnereinheit 16 berechnete Streckenzug 31 auch
auf den Körper 14a projiziert
wird. Der Benutzer erhält
auf diese Weise noch eine Kontrollmöglichkeit, um den Verlauf des
errechneten Streckenzuges mit dem tatsächlichen Umriss des Körpers 14a zu
vergleichen und gegebenenfalls noch Korrekturen vorzunehmen. Sollte
auf Grund einer fehlerhaften Eingabe von Punkten Pb,
Pc, Pd, Pe, Pf, Pg,
Ph, Pi des Streckenzuges
eine Korrektur erforderlich sein, kann beispielsweise zwischen einem
Punkt Pg und einem Punkt Ph ein
zusätzlicher
Punkt eingefügt
werden und der Streckenzugabschnitt Pg – Ph beispielsweise nach außen gewölbt werden, indem der lineare
Streckenabschnitt in eine gekrümmte
Kurvenform überführt wird.
Hierzu kann es beispielsweise auch genügen, wenn ein Benutzer etwa
auf halber Strecke zwischen den Punkten Pg und
Ph den Verbindungsabschnitt mit der Maustaste 22 anklickt
und den Laserstrahl bezüglich 2 nach
oben rechts bewegt, wobei er den Streckenzugabschnitt mitzieht und
wölbt, so
daß die
Kontur des Streckenzuges Pg – Ph an die in diesem Bereich vorliegende Kontur 15a des
Körpers 14a angepaßt wird.
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Neben
der Erfassung eines Umrisses 15a des Körpers 14a können auch
auf dem Körper 14a befindliche
Fehlerstellen 34 erfaßt
werden, die gemäß 2 auch
einen Fehlerbereich darstellen können.
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In
einem anderen Modus (z.B. Fehlermarkiermodus) der Rechnereinheit 16,
in dem diese weiß,
daß der
Benutzer nunmehr Fehlerstellen markiert, kann der Benutzer entsprechend
der vorgeschriebenen Vorgehensweise auch die Punkte Pj,
Pk, Pl, Pm durch jeweiliges Positionieren des Laserstrahles 22 und
Betätigen
der Betätigungseinrichtung 32 aufnehmen.
Die Rechnereinheit 16 kann diese gleichermaßen zu einem
Streckenzug verbinden und den auf diese Weise umschlossenen Fehlerbereich 34 erkennen
und zuordnen, so daß dieser
bei einer nachfolgenden Berechnung eines Schnittbildes von Zuschnittteilen
berücksichtigt
werden kann. Auch ein bestimmter Fehlergrad oder eine bestimmte
Fehlerart kann gegebenenfalls angegeben werden.
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2 deutet
gestrichelt auch bereits ein weiteres Ausführungsbeispiel an, mit einer
Ruheposition R für
die Auflagefläche 13b,
wobei die Auflageflächen 13a, 13b relativ
zu dem nicht dargestellten, feststehenden Gestell des Bearbeitungstisches
verlagerbar sind. Bei diesem, lediglich angedeuteten Ausführungsbeispiel
kann die Bearbeitungsfläche 13b bezüglich 1 nach
unten in ihre gestrichelt dargestellte Ruheposition verlagert werden
und für
eine Schneidbearbeitung eines auf der Auflagefläche 13a befindlichen
Körpers 14a die
Auflagefläche 13a nach Erfassung
der Merkmale des Körpers 14a bezüglich 2 nach
unten verlagert werden und diejenige Position einnehmen, die gemäß 2 die
Auflagefläche 13b einnimmt.
Bei diesem angedeuteten Ausführungsbeispiel
ist die Schneidvorrichtung 26 nur innerhalb des Bereiches
B einsetzbar, so daß zur
Schneidbearbeitung die Auflagefläche 13a, 13b gemeinsam mit
dem darauf aufgelegten Körper 14a, 14b in
den Schneidbearbeitungsbereich B hinein verfahren werden muß.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gemäß 1,
bei dem der Körper 14 als
Rollware ausgebildet ist und von einer Rolle 35 abgewickelt
werden kann. Der Rapport-Stoff 14 ist in Abwickelrichtung
A durch Drehung der Rolle 35 um eine Drehachse 36 von
der Rolle 35 abziehbar und laufend, gegebenenfalls auch kontinuierlich,
aber gleichermaßen
auch taktweise, auf die Auflagefläche 13 aufbringbar.
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Die
Auflagefläche 13 kann
auch von einem Conveyor-Band, also einem endlos umlaufenden Transport-Band
bereitgestellt sein, so daß eine
insgesamt kontinuierliche Bearbeitung einschließlich der Schritte Merkmalserfassung
und Schnittbearbeitung durchgeführt
werden kann. Eine Markierung von Punkten ist dabei auch während einer
Relativbewegung von Auflagefläche 13 mit
Körper 14 relativ
zum Bearbeitungstisch 11 möglich, was lediglich eine entsprechende
Umrechnung der Koordinatendaten voraussetzt.
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Der
Körper 14 ist
ein Rapport-Stoff, d.h. er weist in regelmäßiger Reihenfolge wiederkehrende Muster,
Raster oder Bezugspunkte auf. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist
der Körper 14 Linien 37 einer
ersten Art und mit einer ersten Winkelneigung bezogen auf die Drehachse 36 und
Linien 38 zweiter Art mit einer zweiten Winkelneigung auf, wobei
die Linien 37 erster Art und die Linien 38 zweiter
Art jeweils voneinander unterschiedliche Abstände besitzen. Die Linien 37 erster
Art und die Linien 38 zweiter Art kreuzen sich jeweils
im Kreuzungspunkten K, wobei 3 vier derartige
Kreuzungspunkte Ka, Kb,
Kc, Kd zeigt.
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Für ein später aus
dem Rapport-Stoff auszuschneidendes Zuschnittteil ist es häufig von
Bedeutung, an einer besonderen Position oder Lage relativ zu einem
Bezugspunkt K angeordnet zu werden, beispielsweise um auf der Sitzlehne
eines Sessels ein bestimmtes Muster zentriert vorzusehen oder um
zueinander passende Übergänge zwischen zwei
Zuschnittteilen, beispielsweise bei einem Kleidungsstück, zu erreichen.
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Die
gemäß 3 wiederum
ein Schneidportal 27 und einen Schneidkopf 28 umfassende Schneidvorrichtung 26,
die das auf der als Schneid-Auflagefläche ausgebildete Auflagefläche 13 befindliche
Werkstück 14 nachfolgend
bearbeiten soll, muß zur
Berechnung eines optimalen Schnittbildes die Lage dieser Kreuzungspunkte
Ka, Kb, Kc, Kd berücksichtigen.
Dies ist insbesondere von Bedeutung, da auf Grund von Elastizitäten in dem
Rapportstoff 14 die Abstände zweier Bezugspunkte Ka, Kb, Kc, Kd voneinander nicht konstant sind sondern
durchaus im Bereich von Millimetern oder Zentimetern variieren können. Gleichermaßen ist
auf Grund der Elastizität
der Stoffe auch nicht gewährleistet,
daß der
Abstand eines Kreuzungspunktes K zu dem Seitenrand S der Auflagefläche 13 konstant
ist. 3 deutet beispielsweise an, daß der Abstand d zwischen dem
Außenrand
des Körpers 14 und
dem Seitenrand S in dem oberen Bereich der 3 kleiner
ist als der Abstand s der Außenkante
des Körpers 14 von
dem Seitenrand S der Auflagefläche 13 im
unteren Bereich der 3 und es mithin zu einem schiefen
oder schrägen
Auflegen des Rapportstoffes 14 auf die Auflagefläche 13 kommen
kann.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
ein Laserstrahl 22 mittels der Positioniereinrichtung 19 auf
dem Körper 14 derart
positioniert werden, daß er
die Kreuzungspunkte Ka, Kb,
Kc, Kd trifft. Die Koordinaten
der Punkte Ka, Kb,
Kc, Kd können durch Betätigung der
Maustaste 32 aufgenommen werden, so daß die Rechnereinheit 16 die
Koordinaten dieser Punkte erfaßt
und bei der nachfolgenden Berechnung eines Schnittbildes berücksichtigen
kann. Die Erfassung der Bezugspunkte ist somit denkbar einfach.
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Die
beispielhaft dargestellten Kreuzungspunkte Ka,
Kb, Kc und Kd können
zu einem Raster zusammengesetzt werden. Die Recheneinheit 16 kann auf
diese Weise auch weitere Korrekturen vornehmen, beispielsweise wenn
sie feststellt, daß der
Absatnd zwischen zwei Kreuzungspunkten Ka und
Kb nicht dem Sollzustand entspricht.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gelingt auf diese Weise eine besonders einfache Erfassung von Ortsinformationen über bestimmte
individuelle Merkmale des Körpers 14 in
Bezug auf eine Auflagefläche 13 eines
Bearbeitungstisches 11. Da die Auflagefläche 13 fest
an dem Bearbeitungstisch 11 angeordnet ist oder zumindest
die relative Position der Auflagefläche 13 an dem Bearbeitungstisch
der Recheneinheit 16 bekannt ist, kann durch Erfassung der
Ortskoordinaten von Punkten eines auf die Auflagefläche 13 aufgelegten
Körpers 14 diese
Information zu der Auflagefläche
in Bezug gesetzt werden. Die Recheneinheit 16 kann die
erhaltenen Merkmal-Daten anschließend bei einer Berechnung des
Schnittbildes berücksichtigen.
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Anzumerken
ist, daß die
Recheneinheit 16 in unterschiedlichen Betriebsmodi arbeiten
kann. Beispielsweise ist ein Betriebsmodus „Aufnahme eines Umrisses" oder ein Betriebsmodus „Aufnahme
von Fehlerbereichen" vorgesehen.
Ein anderer Betriebsmodus der Recheneinheit 16 lautet „Aufnahme
von Bezugspunkten".
In diesem Zusammenhang ist auch anzumerken, daß auch unterschiedliche Betätigungsvorrichtungen
vorgesehen sein können,
die – je
nach Wahl eines Betriebsmodus – unterschiedliche Aufnahmen
von Merkmalen erlauben.
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Je
nach Wahl des Betriebsmodus durch den Benutzer erfolgt eine unterschiedliche
Weiterbearbeitung der erhaltenen Merkmal-Daten durch die Recheneinheit 16.