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Die Erfindung betrifft eine Zuschnittvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für flächige Substratplatten, insbesondere für Holzplatten, wie Vollholz- oder Sperrholzplatten, oder für Mehrschichtplatten, insbesondere Mehrschichtholzplatten, mit einer eine, insbesondere von einer von einer Substratauflage abgewandten Substratoberfläche gebildeten, Substratebene definierenden Substratauflage zum Auflegen der zuzuschneidenen Substratplatte sowie mit Zuschnittmitteln, insbesondere einer Kreissäge (alternativ auch einer Stich- oder Bandsäge, Laser- oder Wasserstrahlschneidmitteln oder dgl. Schneideinrichtungen, zum Zuschneiden der Substratplatte, mit Relativbewegungsmitteln zum Relativbewegen der Zuschnittmittel relativ zu der Substratauflage (durch aktives Bewegen der Zuschnittmittel und/oder der Substratauflage) entlang der Flächenerstreckung der Substratplatte und/oder senkrecht dazu sowie mit einer Steuereinheit zum Ansteuern der Relativbewegungsmittel in Abhängigkeit von über Eingabemittel von einem Benutzer manuell eingebbaren Eingaben. Ferner betrifft die Erfindung ein Zuschnittverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Zuschnittvorrichtungen für den professionellen Einsatz, insbesondere in der industriellen- oder handwerklichen Fertigung sind hinlänglich bekannt. Die bekannten Zuschnittvorrichtungen umfassen eine Substratauflage zum Auflegen einer flächigen Substratplatte sowie Zuschnittmittel zum Zuschneiden der Substratplatte, und zwar in Abhängigkeit von Benutzereingaben, die beispielsweise über eine Tastatur oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm (Touchscreen) eingegeben werden. Die Zuschnittmittel können dabei unterschiedlichster Natur sein – für das Schneiden von Holzplatten werden vorzugsweise vorrangig Kreissägen eingesetzt.
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Das Zuschneiden der Substratplatte erfolgt durch die Realisierung einer Relativbewegung der Zuschnittmittel relativ zu der Substratplatte bzw. zur Substratauflage, wobei hierzu im Regelfall aktiv die Zuschnittmittel relativ zu einer feststehenden Substratauflage bewegt werden. Es sind jedoch auch alternative Bauformen bekannt, bei denen die Relativbewegung durch aktives Verstellen der Substratauflage relativ zu den feststehenden Zuschnittmitteln realisiert wird. Auch sind Bauformen bekannt geworden, bei denen sowohl Zuschnittmittel als auch Substratauflage jeweils aktiv bewegt bzw. verstellt werden, um den gewünschten bzw. manuell einprogrammierten Zuschnitt zu erhalten.
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Bekannte Zuschnittvorrichtungen haben sich bewährt. Es bestehen jedoch Bestrebungen, die Eingabe zu vereinfachen und insbesondere in staubigen Einsatzfeldern der Zuschnittvorrichtung robuster bzw. schmutzunanfälliger zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Zuschnittvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einer gattungsgemäßen Zuschnittvorrichtung dadurch, dass die Eingabemittel (automatische bzw. elektronische) Gestenerfassungs- und Auswertemittel aufweisen, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit diesen Gesten, insbesondere Handgesten, eines Benutzers in einer mit der Substratebene zusammenfallenden Erfassungsebene erfassbar und in Anweisungen zum Ansteuern der Relativbewegungsmittel umsetzbar sind, d.h. als Anweisungen auswertbar bzw. in solche übersetzbar sind.
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Hinsichtlich des Zuschnittsverfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst, d.h. bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch, dass benutzerseitig, insbesondere mittels einer Hand, Gesten auf der Substratoberfläche vollführt, (automatisch, insbesondere optisch) erfasst und in Anweisungen zum Ansteuern der Relativbewegungsmittel ausgewertet, d.h. umgesetzt werden (und die Relativbewegung auf Basis dieser Anweisungen ausgeführt wird).
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Relativbewegung zwischen den Zuschnittmitteln und der Substratauflage bzw. der Substratplatte dadurch zu steuern bzw. vorzugeben/zu programmieren, dass die Anweisungen für die Steuerung in Form von Gesten, insbesondere mittels einer Hand eines Benutzers, eingegeben werden, wobei die Gesten von geeigneten Gestenerfassungs- und Auswertemitteln erfasst und dann interpretiert bzw. in definierte Anweisungen umgesetzt werden, was bedeutet, dass aus den vollführten Bewegungen vordefinierte Bewegungsmuster erkannt werden, wobei den hinterlegten (vordefinierten) Bewegungsmustern jeweils im Rahmen der Auswertemittel bestimmte in einem Speicher bzw. einer Bibliothek der Auswertemittel gespeicherte Anweisungen (d.h. Befehle für die Steuereinheit) zugeordnet sind die anhand der erkannten Gesten ausgewählt bzw. bestimmt werden, auf deren Basis die Steuereinheit dann die Relativbewegung zwischen den Zuschnittmitteln und der Substratauflage und damit der Substratplatte, durch aktives Verstellen der Zuschnittmittel relativ zu einer feststehenden Substratauflage oder aktives Verstellen der Substratauflage relativ zu feststehenden Zuschnittmitteln oder aktives Verstellen sowohl der Zuschnittmittel als auch der Substratauflage realisiert. Wesentlicher Gedanke dabei ist, dass die Gesten nicht an einer beliebigen Raumposition ausgeführt werden, sondern in mindestens einer vordefinierten Erfassungsebene, bzw. innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs (Toleranzraum), wobei zumindest eine Erfassungsebene erfindungsgemäß mit einer Substratoberfläche der zuzuschneidenden Substratplatte zusammenfällt. Mit anderen Worten ermöglichen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren das „Aufzeichnen“ bzw. „Vollführen“ von Bewegungsmustern (Gesten) unmittelbar auf der Substratplatte mittels einer Hand eines Benutzers, wobei die Gestenerfassungs- und Auswertemittel derart ausgebildet und angeordnet sind, dass diese solche bzw. in dieser Ebene vollführte Gesten erfassen und erkennen sowie in den erkannten Gesten (Bewegungsmuster) zugeordnete Anweisungen übersetzen/umsetzen diese Anweisungen für die Steuereinheit nutzen, welche auf Basis dieser Anweisungen die Substratplatte zuschneidet.
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Im Rahmen der Zuschnittsvorrichtung ist beansprucht, dass die Substratauflage die Substratebene und damit zumindest eine Erfassungsebene definiert. Dies ist derart zu verstehen, dass die Substratauflage eine definierte Auflageebene für eine Substratplatte bereitstellt bzw. definiert und die Substratebene und damit mindestens eine Erfassungsebene sich in einem definierten, substratdickenabhängigen Abstand zur Substratplattenauflageebene befindet. Insofern definiert also die Substratauflage (bei Kenntnis der Substratdicke) die, vorzugsweise von einer von der Substratauflage abgewandten Substratoberfläche gebildete, Substratebene, die mit der Erfassungsebene zusammenfällt. Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Gestenerfassungs- und Auswertemittel zum Erfassen und Auswerten von zweidimensionalen Gesten in der Erfassungsebene ausgebildet sind.
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Die erfindungsgemäße Zuschnittvorrichtung und das erfindungsgemäße Zuschnittverfahren weisen gegenüber bekannten Zuschnittvorrichtungen bzw. Eingabemöglichkeiten von Zuschnittvorrichtungen für den industriellen- bzw. professionellen Einsatz erhebliche Vorteile auf. So ist die Eingabe für den Benutzer äußerst komfortabel und leicht bzw. intuitiv erlernbar. Darüber hinaus sind die Eingabemittel aufgrund des Einsatzes von Gestenerfassungs- und Auswertemitteln äußert robust im Hinblick auf eine Verstaubung bzw. Verschmutzung. Der Benutzer kann komfortabel durch „Zeichnen“ bzw. „Bewegen der Hand“, insbesondere eines Fingers auf der zu bearbeitenden Substratplatte die Zuschnittskontur festlegen und somit die Steuereinheit programmieren, welche dann auf Basis der Summe der Anweisungen die Substratplatte relativ zu den Zuschnittmitteln bewegt, um so den gewünschten Zuschnitt zu erhalten.
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Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Gestenerfassungs- und Auswertemittel gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So können als Bestandteil der Gestenerfassungs- und Auswertemittel bereits auf dem Markt für andere Einsatzzwecke, beispielsweise zur Steuerung von Spielekonsolen, erhältliche Einrichtungen eingesetzt werden. Gute Erfahrungen hat die Anmelderin dabei beispielsweise mit dem Kinect®-System von Microsoft gemacht. Diese Einrichtung liefert bereits aufbereitete Bilddaten, insbesondere Raum- und/oder Flächen-Koordinaten und damit über die Zeit betrachtet Bewegungsabläufe, wobei das Erkennen von Mustern in diesen aufbereiteten Daten (Koordinatenverläufen/Koordinatenbestimmung über die Zeit) beispielsweise über eine geeignete Auswertesoftware mittels einer Rechnereinheit realisierbar ist, wobei von der Software Bewegungsmuster (Gesten), z.B. durch Vergleich mit vordefinierten Bewegungsmustern, erkannt und die diesen zugeordneten Anweisungen an die Steuereinheit übermittelt werden. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich möglich, dass die Auswertung der Rohdaten der Einrichtung alternativ unmittelbar in einer entsprechend ausgestalteten Steuereinheit zur Steuerung der Relationsbewegungsmittel erfolgt. Die Gestenerfassungsmittel umfassen bevorzugt einen Bewegungssensor, beispielsweise eine Kamera, zum Erfassen des Bewegungsablaufs und damit von Gesten in der Erfassungsebene. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn, wie später noch erläutert werden wird, zusätzlich eine Tiefeninformation, d.h. eine Abstandsinformation gewonnen werden kann, beispielsweise durch das Vorsehen eines geeigneten IR-Emitters und eines IR-Empfängers, um somit in Weiterbildung der Erfindung zu erkennen, ob eine erfasste Geste bzw. Bewegung in einer zulässigen bzw. definierten Erfassungsebene stattgefunden hat oder außerhalb eines zulässigen Bereichs, insbesondere um im letztgenannten Fall nicht als Geste berücksichtigt bzw. in eine an der Steuereinheit zu sendende Anweisung umgewandelt zu werden.
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Als Software für die Auswertung kann beispielsweise OpenCV genutzt werden. OpenCV ist eine freie Programmbibliothek mit Algorithmen für die Bildverarbeitung und maschinelles Sehen. Die eigentliche Gestenauswertung bzw. Zuordnung zu hinterlegten Gesten kann über eine geeignete OCR-Software realisiert werden.
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Wie bereits angedeutet, ist es besonders bevorzugt, wenn mittels der Gestenerfassungs- und Auswertemittel erkennbar ist, in welchem Abstand eine Bewegung von einem Benutzer zur Substratebene und/oder zu den Gestenerfassungs- und Auswertemitteln ausgeführt wird. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen eines IR-Emitters und eines IR-Empfängers realisiert werden, wie diese standardmäßig bei der eingangs erwähnten Kinect®-Erfassungseinrichtung von Microsoft zum Einsatz kommt. Bevorzugt sind die Auswertemittel dabei so ausgebildet, dass diese, wenn eine erfasste Geste nicht in einem vordefinierten Raum bzw. Maximalabstand zur Substratplatte bzw. zur Substratauflage stattfindet eine solche Geste nicht ausgewertet oder eine der Geste zugewiesene Anweisung der Steuereinheit nicht zum Ansteuern der Relativbewegungsmittel zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch können unbeabsichtigte Fehleingaben verhindert werden.
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Um vergleichsweise aufwendige Polarkoordinatenberechnungen zu vermeiden ist es von Vorteil, wenn eine Sensoreinheit der Gestenerfassungs- und Auswertemittel, insbesondere ein Bewegungssensor und/oder ein Entfernungssensor mit Abstand und insbesondere oberhalb, vorzugsweise in vertikaler Richtung beabstandet zu der Substratauflage angeordnet ist. Bevorzugt ist der mindestens eine Sensor dabei parallel zur Substratplatte bzw. zur Substratauflageebene ausgerichtet. In diesem Fall kann im Rahmen der Erfassung und Auswertung mit kartesischen Koordinaten gearbeitet werden.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Zuschnittvorrichtung Zuschnittsprojektionsmittel aufweist, mit Hilfe derer ein sich aus den Gesten erkannten Anweisungen ergebender Zuschnitt auf die Substratplatte projizierbar ist. Mit anderen Worten ist der Zuschnitt auf die Substratplatte visualisierbar, insbesondere um somit eine erleichterte Erfolgskontrolle zu ermöglichen.
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Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Gesten gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bevorzugt sind die unterschiedlichen Gesten so ausgewählt, dass diese einfach differenzierbar bzw. unterscheidbar sind. Bevorzugt werden etwaige Schnitt-Entfernungen oder Strecken durch Zeichnen entsprechender Zahlenwerte mittels der Hand, insbesondere des Fingers auf der Substratoberfläche eingegeben. In Form von Gesten können Richtungsanweisungen und/oder Längenanweisungen für die Relativverstellung von Zuschnittsmitteln und Substratplatte bzw. Substratauflage realisiert werden. Auch ist es möglich, die Schneidtiefe, d.h. eine Relativbewegung von Zuschnittmitteln und Substratplatte senkrecht zueinander zu steuern oder auch Fasenwinkelanweisungen zum Verkippen der Schneidmittel relativ zur Substratplatte. Zusätzlich oder alternativ können über Gestenstart- und Endpunktanweisungen für Zuschnitte und/oder Winkelinformationen eingegeben werden, die dann von der Steuereinheit in eine entsprechende Relativverstellbewegung umgesetzt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigen in:
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1: eine Zuschnittvorrichtung in einer Seitenansicht,
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2: die Zuschnittvorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht, und
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3: in einem Ablaufschema einen Erfassungs- und Auswertevorgang.
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In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In den 1 und 2 ist eine Zuschnittvorrichtung 1 gezeigt. Diese umfasst eine hier beispielsweise feststehende Substratauflage 2 zum Auflegen einer hier beispielhaft als Holzplatte ausgebildeten Substratplatte 3, die eine von der Substratauflage 2 abgewandte Substratplattenoberfläche 4 aufweist, die wiederum Zuschnittmitteln 5, hier beispielhaft in Form einer Kreissäge, zugewandt ist, wobei die Kreissäge mit angedeuteten Relativbewegungsmitteln 6 relativ zur Substratplatte 3 entlang der Substratplattenoberfläche 4 sowie senkrecht hierzu (zur Tiefeinstellung) verstellbar ist. Ggf. kann auch zusätzlich noch ein Verkippen der Zuschnittmittel 5 relativ zu der Substratplatte 3, insbesondere zur Realisierung von Fasen vorgesehen sein. Die Relativbewegungsmittel 6 wie die Zuschnittmittel 5 selbst werden angesteuert von einer Steuereinheit 7, welche angesteuert wird von Gestenerfassungs- und Auswertemitteln 8. Die Gestenerfassungs- und Auswertemittel 8 umfassen eine Sensoreinheit 9, hier aufweisend einen Bewegungssensor in Form einer Kamera sowie einen Entfernungssensor in Form eines IR-Sensors. Die Sensoreinheit 9 ist vertikal oberhalb der Substratplatte 3 angeordnet und derart ausgebildet, dass diese von einer Hand 10 eines Nutzers ausgeführte Gesten auf der Substratplattenoberfläche 4 erfasst und auswertet und die Anweisungen an die Steuereinheit 7 übermittelt, auf deren Basis diese die Relativbewegungsmittel 6 ansteuert.
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Wie bereits im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert, müssen die Auswertemittel und die Steuereinheit nicht räumlich getrennt sein, sondern können auch von der gleichen Logik gebildet sein. In dem konkreten Ausführungsbeispiel fällt die Substratplattenoberfläche (Substratebene) mit einer Erfassungsebene der Gestenerfassungs- und Auswertemittel 8 zusammen, d.h. sie ist mit dieser deckungsgleich. Werden Gesten mittels der Hand 10 weiter von der Substratoberfläche weg als vorgegeben, d.h. außerhalb eines Toleranzbereichs, beispielsweise mehr als 10cm beabstandet von der Erfassungsebene E ausgeführt, so werden etwaige erfasste Gesten (Bewegungsmuster) nicht in Anweisungen für die Steuereinheit 7 umgesetzt, wodurch Fehleingaben vermieden werden.
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Zu erkennen sind zudem noch Projektionsmittel 11, mit denen ein aus einer Summe von Gesten und daraus resultierenden Anweisungen ergebender Zuschnitt auf die Substratplattenoberfläche 4 projizierbar ist.
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In 3 ist in einem Ablaufschema der Ablauf einer Erkennung gezeigt.
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In dem mit I gezeigten Feld ist zu erkennen, wie eine Geste, d.h. ein Bewegungsmuster auf der Erfassungsebene E und damit unmittelbar auf der Substratplatte 3 vollführt bzw. gezeichnet wird. Von den Gestenerfassungs- und Auswertemitteln, beispielsweise umfassend eine Kinect®-Einrichtung von Microsoft, werden dann aufbereitete Informationen in Form einer Koordinatenfolge (Schritt II) erhalten, d.h. es wird ein Koordinatenverlauf eines definierten Körperpunktes, beispielsweise einer Fingerkuppe über die Zeit erhalten. Über eine geeignete Software wird im Schritt III aus der Koordinatenfolge, sprich einem erfassten bzw. teilaufbereiteten Bewegungsmuster ein Vergleichsmuster, hier die Ziffer III erkannt. Diesem in einem Speicher abgelegten Vergleichsmuster ist eine in dem Speicher hinterlegte Anweisung (Schritte IV) hinterlegt, die dann als Eingabe für die Steuereinheit 7 genutzt wird. Hier ist lediglich beispielhaft der Ziffer III die Anweisung hinterlegt, von einer Ausgangsposition 30cm in eine bestimmte Richtung zu schneiden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zuschnittvorrichtung
- 2
- Substratauflage
- 3
- Substratplatte
- 4
- Substratplattenoberfläche
- 5
- Zuschnittmittel
- 6
- Relativbewegungsmittel
- 7
- Steuereinheit
- 8
- Gestenerkennungs- und Auswertemittel
- 9
- Sensoreinheit
- 10
- Hand
- 11
- Projektionsmittel
- E
- Erfassungsebene
