DE102018217582A1 - Method and system for identifying a workpiece - Google Patents

Method and system for identifying a workpiece Download PDF

Info

Publication number
DE102018217582A1
DE102018217582A1 DE102018217582.9A DE102018217582A DE102018217582A1 DE 102018217582 A1 DE102018217582 A1 DE 102018217582A1 DE 102018217582 A DE102018217582 A DE 102018217582A DE 102018217582 A1 DE102018217582 A1 DE 102018217582A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
image
area
identification area
identification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018217582.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Boris Regaard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority to DE102018217582.9A priority Critical patent/DE102018217582A1/en
Priority to PCT/EP2019/077777 priority patent/WO2020078902A1/en
Publication of DE102018217582A1 publication Critical patent/DE102018217582A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0235Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member forming part of a portal
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/141Control of illumination
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/145Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20Image preprocessing
    • G06V10/24Aligning, centring, orientation detection or correction of the image
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/75Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G06V10/751Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/75Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G06V10/751Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
    • G06V10/7515Shifting the patterns to accommodate for positional errors
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/80Recognising image objects characterised by unique random patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18Sheet panels
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V2201/00Indexing scheme relating to image or video recognition or understanding
    • G06V2201/06Recognition of objects for industrial automation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren eines bevorzugt plattenförmigen Werkstücks (8), insbesondere eines Blechs, umfassend: Beleuchten eines Identifikationsbereichs (26) an einer Oberfläche (8a) des Werkstücks (8) mit Beleuchtungsstrahlung, Aufnehmen eines Bildes des Identifikationsbereichs (26), welches ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster von an dem Identifikationsbereich (26) reflektierter Beleuchtungsstrahlung enthält, sowie Identifizieren des Werkstücks (8) durch Vergleichen des aufgenommen Bildes des Identifikationsbereichs (26) mit mindestens einem einer Mehrzahl von in einer Speichereinrichtung (33) gespeicherten Bildern eines zumindest teilweise mit dem Identifikationsbereich (26) überlappenden Referenzbereichs (32), die jeweils ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster enthalten und die an den Oberflächen (8a) einer Mehrzahl von Werkstücken (8) aufgenommen wurden. Die Erfindung betrifft auch ein System (34) zum Identifizieren eines Werkstücks (8).

Figure DE102018217582A1_0000
The invention relates to a method for identifying a preferably plate - shaped workpiece (8), in particular a sheet metal, comprising: illuminating an identification area (26) on a surface (8a) of the workpiece (8) with illuminating radiation, taking an image of the identification area (26), which contains a workpiece-specific reflection pattern of illumination radiation reflected at the identification area (26), and identifying the workpiece (8) by comparing the recorded image of the identification area (26) with at least one of a plurality of images stored in a storage device (33), at least partially the identification area (26) overlapping reference area (32), each containing a workpiece-specific reflection pattern and which were recorded on the surfaces (8a) of a plurality of workpieces (8). The invention also relates to a system (34) for identifying a workpiece (8).
Figure DE102018217582A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren eines bevorzugt plattenförmigen Werkstücks, insbesondere eines Blechs. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges System zum Identifizieren eines Werkstücks.The present invention relates to a method for identifying a preferably plate-shaped workpiece, in particular a sheet. The invention also relates to an associated system for identifying a workpiece.

Werden Werkstücke, beispielsweise plattenartige metallische Werkstücke (Bleche), auf mehreren unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen oder Bearbeitungsstationen bearbeitet, ist es vorteilhaft, ein jeweiliges Werkstück bzw. Blech für eine erleichterte Nachverfolgung mit einer Kodierung zu versehen. Die Kodierung kann beispielsweise in Form eines linearen Strichkodes oder eines 2D-Kodes durch Lasermarkieren auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden. Die Kodierung kann aber auch auf andere Weise auf das Werkstück aufgebracht werden.If workpieces, for example plate-like metallic workpieces (sheets), are processed on several different processing machines or processing stations, it is advantageous to provide a respective workpiece or sheet with a coding for easier tracking. The coding can be applied, for example, in the form of a linear bar code or a 2D code by laser marking to the surface of the workpiece. The coding can also be applied to the workpiece in other ways.

In der DE102017202628A1 sind ein Verfahren zum Kodieren sowie ein Verfahren zum Identifizieren eines plattenartigen Werkstücks beschrieben, wobei das Verfahren zum Kodieren umfasst: Festlegen eines Kodierbereichs, Aufbringen einer Magnetschicht auf die Oberfläche des Werkstücks, sowie Verschmelzen von Teilen der Magnetschicht mit der Oberfläche des Werkstücks durch Beaufschlagen des Werkstücks mit Strahlung innerhalb des Kodierbereichs. Das Verfahren zum Identifizieren des Werkstücks umfasst die Schritte des Verfahrens zum Kodieren sowie zusätzlich: Speicherung der Kodierung in einer Speichereinrichtung, Auslesen der Kodierung durch Messung der örtlichen Verteilung der Magnetisierung in einem Auslesebereich, sowie Vergleich der gespeicherten Kodierung und der ausgelesenen Kodierung.In the DE102017202628A1 describes a method for coding and a method for identifying a plate-like workpiece, the method for coding comprising: defining a coding region, applying a magnetic layer to the surface of the workpiece, and fusing parts of the magnetic layer with the surface of the workpiece by applying the workpiece with radiation within the coding range. The method for identifying the workpiece comprises the steps of the method for coding and additionally: storing the coding in a memory device, reading the coding by measuring the local distribution of the magnetization in a reading area, and comparing the stored coding and the read coding.

Die DE102017202629A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Kodieren, bei dem durch Bestrahlung des Werkstücks in einem Kodierbereich eine chemische Reaktion eines Grundmaterials des Werkstücks hervorgerufen wird und ein Reaktionsmaterial innerhalb des Kodierbereichs gebildet wird, welches eine von dem Grundmaterial abweichende magnetische Remanenz aufweist.The DE102017202629A1 also describes a method for coding, in which a chemical reaction of a base material of the workpiece is caused by irradiation of the workpiece in a coding area and a reaction material is formed within the coding area which has a magnetic remanence which differs from the base material.

In der DE102017202630A1 ist eine Bearbeitungsmaschine zum formenden Bearbeiten eines plattenartigen ferromagnetischen Werkstücks beschrieben, die einen Bearbeitungskopf sowie einen Schreibkopf zur Kodierung des Werkstücks innerhalb eines festgelegten Kodierbereichs aufweist. Der Schreibkopf ist dazu eingerichtet, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches zur einheitlichen Ausrichtung von magnetischen Domänen des Werkstücks innerhalb des Kodierbereichs dient.In the DE102017202630A1 describes a processing machine for the shaping processing of a plate-like ferromagnetic workpiece, which has a processing head and a write head for coding the workpiece within a defined coding range. The write head is set up to generate a magnetic field which is used for the uniform alignment of magnetic domains of the workpiece within the coding area.

In der EP2875932A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Werkstücks beschrieben, welches ein Informations-Kode-Pattern aufweist. Das Informations-Kode-Pattern wird durch die Mikrostruktur des Werkstücks bestimmt, die bei der generativen Fertigung des Werkstücks durch Bestrahlen eines Pulvers erzeugt wird. Das Informations-Kode-Pattern kann beispielsweise einen linearen Barcode oder einen zweidimensionalen Matrix-Code, beispielsweise einen QR Code, bilden.In the EP2875932A1 describes a method and a device for producing a three-dimensional workpiece which has an information code pattern. The information code pattern is determined by the microstructure of the workpiece, which is generated by irradiating a powder during the additive manufacturing of the workpiece. The information code pattern can, for example, form a linear bar code or a two-dimensional matrix code, for example a QR code.

In der DE102005022095A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer lateralen Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungskopf und einem Werkstück bei der Bearbeitung des Werkstücks beschrieben. Bei dem Verfahren wird die Oberfläche des Werkstücks im Bereich des Bearbeitungskopfs mit optischer Strahlung beleuchtet und von der Oberfläche des Werkstücks reflektierte optische Strahlung wird wiederholt mit einem optischen Detektor ortsaufgelöst erfasst, um optische Reflexionsmuster der Oberfläche des Werkstücks zu unterschiedlichen Zeiten zu erhalten. Die laterale Relativbewegung wird durch Vergleich der zeitlich aufeinander folgenden Reflexionsmuster ermittelt.In the DE102005022095A1 describes a method and a device for determining a lateral relative movement between a machining head and a workpiece during machining of the workpiece. In the method, the surface of the workpiece in the region of the machining head is illuminated with optical radiation, and optical radiation reflected from the surface of the workpiece is repeatedly detected with an optical detector in order to obtain optical reflection patterns of the surface of the workpiece at different times. The lateral relative movement is determined by comparing the successive reflection patterns.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System bereitzustellen, welche eine besonders einfache Identifizierung eines bevorzugt plattenförmigen Werkstücks, insbesondere eines Blechs, ermöglichen.The object of the invention is to provide a method and a system which enable particularly simple identification of a preferably plate-shaped workpiece, in particular a sheet metal.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches folgende Schritte umfasst: Beleuchten eines Identifikationsbereichs an einer Oberfläche des Werkstücks mit Beleuchtungsstrahlung, Aufnehmen eines Bildes des Identifikationsbereichs, welches ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster von an dem Identifikationsbereich reflektierter Beleuchtungsstrahlung enthält, sowie Identifizieren des Werkstücks durch Vergleichen des aufgenommen Bildes des Identifikationsbereichs mit mindestens einem aus einer Mehrzahl von in einer Speichereinrichtung gespeicherten Bildern von zumindest teilweise mit dem Identifikationsbereich überlappenden Referenzbereichen, wobei die Bilder jeweils ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster enthalten und an den Oberflächen einer Mehrzahl von - typischerweise gleichartigen - Werkstücken aufgenommen wurden.This object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, which comprises the following steps: illuminating an identification area on a surface of the workpiece with illuminating radiation, taking an image of the identifying area which contains a workpiece-specific reflection pattern of illuminating radiation reflected at the identifying area, and identifying the Workpiece by comparing the recorded image of the identification area with at least one of a plurality of images stored in a storage device of at least partially overlapping reference areas, the images each containing a workpiece-specific reflection pattern and recorded on the surfaces of a plurality of - typically identical - workpieces were.

Im Gegensatz zu den weiter oben beschriebenen Verfahren ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, eine Kodierung auf die Oberfläche des Werkstücks aufzubringen, vielmehr dient die Oberfläche des Werkstücks selbst als Kodierung zur eindeutigen Identifizierung eines bestimmten Werkstücks. Hierbei wird die in der eingangs zitierten DE102005022095A1 beschriebene Tatsache ausgenutzt, dass Werkstücke typischerweise eine Oberflächenstruktur bzw. Oberflächenrauigkeiten aufweisen, die bei der Beleuchtung ein unregelmäßiges Reflexionsmuster erzeugen. Die zu diesem Zweck erforderliche Werkstückrauigkeit ist bei den meisten insbesondere metallischen Werkstücken automatisch gegeben. Für die Aufnahme eines jeweiligen Bildes ist es günstig, wenn der Referenzbereich vergrößert abgebildet wird. Beispielsweise kann die Vergrößerung derart gewählt werden, dass eine Länge von ca. 10 µm auf der Oberfläche des Werkstücks einem Pixel auf der Detektoroberfläche, beispielsweise einer hochauflösenden Kamera, entspricht.In contrast to the methods described above, it is not necessary in the method according to the invention to code onto the Applying the surface of the workpiece, rather the surface of the workpiece itself serves as a code for uniquely identifying a specific workpiece. Here, the one quoted in the introduction DE102005022095A1 described fact exploited that workpieces typically have a surface structure or surface roughness that produce an irregular reflection pattern when illuminated. The workpiece roughness required for this purpose is automatically given in most metal workpieces in particular. For taking a picture, it is advantageous if the reference area is shown enlarged. For example, the magnification can be selected such that a length of approximately 10 μm on the surface of the workpiece corresponds to a pixel on the detector surface, for example a high-resolution camera.

Erfindungsgemäß wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Oberflächenstruktur und somit auch die bei der Beleuchtung erzeugten Reflexionsmuster werkstückspezifisch sind, d.h. dass diese es in der Art eines Fingerabdrucks ermöglichen, das Werkstück in der Regel eindeutig zu identifizieren, bzw. das Werkstück eindeutig einem aus der Mehrzahl von Werkstücken zuzuordnen, für die Bilder eines jeweiligen Referenzbereichs in der Speichereinrichtung gespeichert wurden. Bei der Mehrzahl von Werkstücken, von denen Bilder des Referenzbereichs in der Speichereinrichtung gespeichert sind, handelt es sich typischerweise um Werkstücke, die an mehreren Bearbeitungsmaschinen bzw. Bearbeitungsstationen eines Verbunds bearbeitet werden sollen, zwischen denen die Werkstücke transportiert und ggf. zwischengelagert werden müssen, weshalb eine eindeutige Zuordnung günstig bzw. erforderlich ist.According to the invention, the fact is used that the surface structure and thus also the reflection patterns generated during the illumination are workpiece-specific, i.e. that these make it possible, in the manner of a fingerprint, to identify the workpiece as a rule unambiguously, or to uniquely assign the workpiece to one of the plurality of workpieces for which images of a respective reference area have been stored in the storage device. The majority of workpieces, of which images of the reference area are stored in the storage device, are typically workpieces that are to be processed on several processing machines or processing stations of a group, between which the workpieces have to be transported and, if necessary, stored temporarily, which is why a clear assignment is cheap or necessary.

Bei einer Variante umfasst das Verfahren: Beleuchten des Referenzbereichs an der Oberfläche des bzw. eines der Mehrzahl von Werkstücken mit Beleuchtungsstrahlung, Aufnehmen des Bildes des Referenzbereichs, welches das werkstückspezifische Reflexionsmuster von an der Oberfläche des Werkstücks reflektierter Beleuchtungsstrahlung enthält, sowie Speichern des Bildes des Referenzbereichs in der Speichereinrichtung. Für das Aufnehmen des Bildes wird die Oberfläche des Werkstücks zumindest an dem Referenzbereich beleuchtet. Die Position des Referenzbereichs auf der Oberfläche des Werkstücks ist hierbei in der Regel fest vorgegeben. Von dem Referenzbereich wird ein Bild („Template“) aufgenommen, welches eine vordefinierte Größe aufweist, z.B. 256 x 256 Pixel oder 32 x 32 Pixel auf einem ortsauflösenden Detektor, beispielsweise in Form einer Kamera. Bei dem Bild kann es sich um ein Graustufen-Bild handeln, es ist aber auch die Aufnahme eines farbigen Bildes möglich. Störstrahlung kann durch geeignete Bandpassfilter eliminiert werden, die zwischen dem ortsauflösenden Detektor und dem Referenzbereich angeordnet werden.In one variant, the method comprises: illuminating the reference area on the surface of the or one of the plurality of workpieces with illuminating radiation, recording the image of the reference area which contains the workpiece-specific reflection pattern of illuminating radiation reflected on the surface of the workpiece, and storing the image of the reference area in the storage device. To take the picture, the surface of the workpiece is illuminated at least at the reference area. The position of the reference area on the surface of the workpiece is usually fixed. An image (“template”) is recorded from the reference area, which has a predefined size, e.g. 256 x 256 pixels or 32 x 32 pixels on a spatially resolving detector, for example in the form of a camera. The picture can be a grayscale picture, but it is also possible to take a colored picture. Interference radiation can be eliminated by suitable bandpass filters, which are arranged between the spatially resolving detector and the reference area.

Bei einer Variante wird beim Beleuchten des Referenzbereichs und/oder des Identifikationsbereichs eine Beleuchtungsleistung der Beleuchtungsstrahlung eingestellt oder geregelt. Die Beleuchtungsstrahlung wird in diesem Fall von einer Beleuchtungsquelle erzeugt, deren Leistung einstellbar ist. Die Beleuchtung bzw. die Beleuchtungsleistung kann dem Reflexionsverhalten des jeweiligen Werkstücks angepasst werden, beispielsweise mit Hilfe einer Regelung der Beleuchtung, um eine für den ortsauflösenden Detektor optimale Beleuchtungsintensität zu erzeugen. Um die Beleuchtungsleistung zu regeln, kann die Helligkeit des Bildes auf dem ortsauflösenden Detektor ermittelt werden, beispielsweise in Form eines Mittelwerts der Helligkeit bzw. der Intensität aller Pixel des aufgenommenen Bildes. Die Beleuchtungsleistung wird in diesem Fall so eingestellt bzw. geregelt, dass die Helligkeit des jeweils aufgenommenen Bildes stets gleich groß ist bzw. innerhalb eines vorgegebenen Helligkeits-Intervalls liegt. Das Vergleichen von Bildern, die eine ähnliche Helligkeit aufweisen, ist insbesondere günstig, wenn ein Mustererkennungsalgorithmus bzw. ein Korrelationsalgorithmus verwendet wird, der unterschiedliche Helligkeitsniveaus nicht berücksichtigt, wie dies beispielsweise beim SAD(„sum of absolute differences“)-Algorithmus der Fall ist.In one variant, when illuminating the reference area and / or the identification area, an illuminating power of the illuminating radiation is set or regulated. In this case, the illuminating radiation is generated by an illuminating source whose output can be adjusted. The illumination or the illumination power can be adapted to the reflection behavior of the respective workpiece, for example with the aid of a regulation of the illumination, in order to generate an illumination intensity that is optimal for the spatially resolving detector. In order to regulate the lighting power, the brightness of the image can be determined on the spatially resolving detector, for example in the form of an average of the brightness or the intensity of all pixels of the recorded image. In this case, the lighting power is set or regulated in such a way that the brightness of the respectively recorded image is always the same size or is within a predetermined brightness interval. Comparing images that have a similar brightness is particularly advantageous if a pattern recognition algorithm or a correlation algorithm is used that does not take into account different brightness levels, as is the case, for example, with the SAD ("sum of absolute differences") algorithm.

Das Beleuchten, das Aufnehmen des Bildes des Referenzbereichs sowie das Speichern des Bildes werden für eine Mehrzahl von Werkstücken durchgeführt, die mit Hilfe des Verfahrens voneinander unterschieden werden sollen.The lighting, the recording of the image of the reference area and the storage of the image are carried out for a plurality of workpieces which are to be distinguished from one another using the method.

Bei einer Weiterbildung erfolgen das Beleuchten und das Aufnehmen des Bildes des Referenzbereichs und das Beleuchten und das Aufnehmen des Bildes des Identifikationsbereichs mit zwei unterschiedlichen, bevorzugt baugleichen Sensoreinrichtungen. Die beiden Sensoreinrichtungen können beispielsweise an unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen eines Verbunds von Bearbeitungsmaschinen gebildet sein, oder an zwei unterschiedlichen Bearbeitungsstationen an ein- und derselben Bearbeitungsmaschine. Die Sensoreinrichtungen stehen mit ein- und derselben Speichereinrichtung in signaltechnischer Verbindung, die beispielsweise auf einem zentralen Computer oder in der Cloud gebildet sein kann und in der die Bilder der Referenzbereiche der jeweils zu bearbeitenden Werkstücke gespeichert sind. Das Beleuchten und Aufnehmen des Bildes des Referenzbereichs sowie das Beleuchten und das Aufnehmen des Bildes des Identifikationsbereichs können alternativ auch mit ein- und derselben Sensoreinrichtung durchgeführt werden.In a further development, the illumination and the recording of the image of the reference area and the illumination and the recording of the image of the identification area take place with two different, preferably identical sensor devices. The two sensor devices can be formed, for example, on different processing machines in a combination of processing machines, or on two different processing stations on one and the same processing machine. The sensor devices are connected to one and the same storage device in signaling connection, which can be formed, for example, on a central computer or in the cloud and in which the images of the reference areas of the workpieces to be machined are stored. The illumination and recording of the image of the reference area and the illumination and recording of the image of the identification area can alternatively also be carried out with one and the same sensor device.

Bei einer Variante erfolgt das Beleuchten und Aufnehmen des Bildes des Referenzbereichs und/oder des Identifikationsbereichs durch eine Bearbeitungsoptik, insbesondere durch eine Fokussieroptik, eines Bearbeitungskopfs zur Bearbeitung des Werkstücks mittels eines Bearbeitungsstrahls hindurch. In diesem Fall erfolgt die Beleuchtung des Referenzbereichs bzw. des Identifikationsbereichs in der Regel koaxial oder nur leicht geneigt zu einem Bearbeitungsstrahl, der auf das Werkstück ausgerichtet wird. Eine solche Beleuchtung hat sich als günstig erwiesen, da bei dieser Art der Beleuchtung von einem jeweiligen Oberflächenbereich reflektierte Beleuchtungsstrahlung sehr unregelmäßige, werkstückspezifische Reflexionsmuster in dem Bild auf einem ortsauflösenden Detektor erzeugt, die den Vergleich zwischen den Reflexionsmustern erleichtern. Auch eine koaxiale Beobachtung des Oberflächenbereichs, die beispielsweise mit Hilfe einer Abbildungsoptik erfolgt, hat sich für die Durchführung des Vergleichs als günstig erwiesen. In diesem Fall ist der Detektor, bei dem es sich z.B. um eine hochauflösende Kamera handeln kann, typischerweise ebenfalls koaxial zum Bearbeitungsstrahl bzw. zu einer Verlängerung der Strahlachse des Bearbeitungsstrahls angeordnet. In one variant, the illumination and recording of the image of the reference area and / or of the identification area takes place through processing optics, in particular through focusing optics, of a processing head for processing the workpiece by means of a processing beam. In this case, the reference area or the identification area is usually illuminated coaxially or only slightly inclined to a machining beam which is aligned with the workpiece. Such illumination has proven to be advantageous, since with this type of illumination, illumination radiation reflected from a respective surface area generates very irregular, workpiece-specific reflection patterns in the image on a spatially resolving detector, which facilitate the comparison between the reflection patterns. Coaxial observation of the surface area, for example with the aid of imaging optics, has also proven to be advantageous for carrying out the comparison. In this case, the detector, which can be a high-resolution camera, for example, is typically also arranged coaxially with the processing beam or with an extension of the beam axis of the processing beam.

Bei einer weiteren Variante erfolgt/erfolgen das Aufnehmen des Bildes des Referenzbereichs und/oder des Bildes des Identifikationsbereichs mittels einer telezentrischen Abbildung. Bei der Aufnahme des Bildes mittels einer telezentrischen Abbildung bleibt auch bei einer Veränderung des Abstandes zwischen der Oberfläche des Werkstücks und dem Detektor bzw. der Detektorfläche der Abbildungsmaßstab bei der Aufnahme des Bildes erhalten. Dies ist günstig, da der Abstand zwischen dem Werkstück und der Abbildungsoptik, die zur Aufnahme des Bildes dient, in der Regel Toleranzen aufweist und somit nicht exakt konstant ist. Die Abbildungsoptik wird in diesem Fall so ausgelegt, dass diese zumindest objektseitig telezentrisch ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Aperturblende in der bildseitigen Brennebene einer Sammellinse der Abbildungsoptik angeordnet wird.In a further variant, the image of the reference area and / or the image of the identification area is / are recorded by means of a telecentric image. When the image is recorded by means of a telecentric image, the imaging scale is retained even when the distance between the surface of the workpiece and the detector or the detector surface changes. This is advantageous since the distance between the workpiece and the imaging optics used to record the image generally has tolerances and is therefore not exactly constant. In this case, the imaging optics are designed such that they are telecentric, at least on the object side. This can be achieved, for example, by arranging an aperture diaphragm in the image-side focal plane of a converging lens of the imaging optics.

Bei einer weiteren Variante wird beim Vergleichen des Bildes des Referenzbereichs und des Bildes des Identifikationsbereichs ein Ähnlichkeitsmaß zwischen dem Bild des Identifikationsbereichs und dem Bild des Referenzbereichs bevorzugt durch einen Mustererkennungsalgorithmus bestimmt. Bei dieser Variante werden das Bild des bzw. eines jeweiligen Referenzbereichs und das Bild des Identifikationsbereichs korreliert, um ein Ähnlichkeitsmaß zu bestimmen. Zu diesem Zweck kommen bekannte Verfahren der Bildverarbeitung zum Einsatz: Beispielsweise können differenzbasierte Ähnlichkeitsfunktionen (Sum of Absolute Differences - SAD, median absolute deviation - MAD, Mean-squared-Difference - MSD), Kreuzkorrelation, Korrelationskoeffizient oder Phasenkorrelation verwendet werden. Hinsichtlich des Vergleichs von zwei Bildern bzw. der in diesen enthaltenen Reflexionsmuster mit Hilfe einer Kreuzkorrelation sei auf die eingangs zitierte DE102005022095A1 verwiesen, welche durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Das zu identifizierende Werkstück wird demjenigen Werkstück zugeordnet, dessen gespeichertes Bild die größte Ähnlichkeit zum aufgenommenen Bild aufweist, d.h. demjenigen Bild, bei dem das Ähnlichkeitsmaß maximal ist. Das Ähnlichkeitsmaß kann auch auf Subpixel-Ebene bestimmt werden, wie dies in der DE102005022095A1 beschrieben ist.In a further variant, when comparing the image of the reference area and the image of the identification area, a similarity measure between the image of the identification area and the image of the reference area is preferably determined by a pattern recognition algorithm. In this variant, the image of the or a respective reference area and the image of the identification area are correlated in order to determine a similarity measure. Known image processing methods are used for this purpose: For example, difference-based similarity functions (Sum of Absolute Differences - SAD, median absolute deviation - MAD, Mean-squared-Difference - MSD), cross correlation, correlation coefficient or phase correlation can be used. With regard to the comparison of two images or the reflection patterns contained therein with the aid of a cross correlation, reference is made to the one cited at the beginning DE102005022095A1 referenced, which is made by reference in its entirety to the content of this application. The workpiece to be identified is assigned to the workpiece whose stored image has the greatest similarity to the recorded image, that is to say the image in which the degree of similarity is at a maximum. The similarity measure can also be determined at the sub-pixel level, as in the DE102005022095A1 is described.

Bei einer Weiterbildung wird das Werkstück nur identifiziert, wenn das Ähnlichkeitsmaß zwischen dem Bild des Identifikationsbereichs und dem Bild mindestens eines Referenzbereichs einen Mindestwert überschreitet. Für den Fall, dass das Ähnlichkeitsmaß bei keinem der gespeicherten Bilder den Mindestwert überschreitet, deutet dies darauf hin, dass das zu identifizierende Werkstück nicht mit einem der Mehrzahl von Werkstücken übereinstimmt, für die Bilder des Referenzbereichs gespeichert wurden, oder dass eine eindeutige Zuordnung nicht möglich ist. Durch die Verwendung des Mindestwerts bzw. der Schwelle können daher Fehlzuordnungen bei der Erkennung des Werkstücks vermieden werden.In a further development, the workpiece is only identified if the similarity measure between the image of the identification area and the image of at least one reference area exceeds a minimum value. In the event that the similarity measure does not exceed the minimum value for any of the stored images, this indicates that the workpiece to be identified does not match one of the plurality of workpieces for which images of the reference area have been stored, or that an unambiguous assignment is not possible is. By using the minimum value or the threshold, incorrect assignments can be avoided when recognizing the workpiece.

Bei einer Variante ist der Identifikationsbereich größer gewählt als der Referenzbereich. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Identifikationsbereich größer ist als der Referenzbereich, da das Werkstück bei der Aufnahme des Bildes des Referenzbereichs ggf. nicht exakt an derselben Position angeordnet und/oder nicht exakt gleich ausgerichtet ist als bei der Aufnahme des Bildes des Identifikationsbereichs, insbesondere wenn zwei unterschiedliche Sensoreinrichtungen verwendet werden. Durch die Wahl eines größeren Identifikationsbereichs können leichte laterale Verschiebungen des Referenzbereichs zum Identifikationsbereich korrigiert werden. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, dass der Identifikationsbereich größer ist als der Referenzbereich, insbesondere können der Identifikationsbereich und der Referenzbereich eine identische Größe aufweisen. Die Positionen des Identifikationsbereichs und des Referenzbereichs an der Oberfläche des Werkstücks sind typischerweise so gewählt, dass der Referenzbereich innerhalb des Identifikationsbereichs liegt, d.h. dass der (größere) Identifikationsbereich den jeweiligen Referenzbereich umfasst.In one variant, the identification area is chosen to be larger than the reference area. It has proven to be advantageous if the identification area is larger than the reference area, since the workpiece may not be arranged exactly at the same position and / or may not be exactly aligned when the image of the identification area is taken when the image of the identification area is taken , especially if two different sensor devices are used. By selecting a larger identification area, slight lateral displacements of the reference area to the identification area can be corrected. However, it is not absolutely necessary for the identification area to be larger than the reference area, in particular the identification area and the reference area can have an identical size. The positions of the identification area and the reference area on the surface of the workpiece are typically selected such that the reference area lies within the identification area, i.e. that the (larger) identification area includes the respective reference area.

Bei einer Variante wird/werden beim Vergleichen des Bildes des Referenzbereichs mit dem Bild des Identifikationsbereichs eine Drehung und/oder eine laterale Verschiebung des Referenzbereichs relativ zum Identifikationsbereich und/oder eine unterschiedliche Vergrößerung des Bildes des Referenzbereichs und des Bildes des Identifikationsbereichs berücksichtigt. Ein lateraler Versatz zwischen dem Bild des Referenzbereichs und dem Bild des Identifikationsbereichs kann beispielsweise mit Hilfe einer Kreuzkorrelation berücksichtigt werden, wie dies in der eingangs zitierten DE102005022095A1 beschrieben ist, da es sich bei dieser um einen gegenüber einer lateralen Verschiebung toleranten Mustererkennungsalgorithmus handelt. Alternativ kann ein (geringfügiger) lateraler Versatz berücksichtigt werden, indem das Bild des Referenzbereichs für den Vergleich mit dem Identifikationsbereich lateral versetzt wird und für unterschiedliche Werte des Betrags des lateralen Versatzes jeweils ein Ähnlichkeitsmaß bestimmt wird. Eine Drehung des Bildes des Referenzbereichs relativ zum Bild des Identifikationsbereichs kann durch einen rotationstoleranten Mustererkennungsalgorithmus, z.B. Optical Flow, erfolgen. Alternativ ist es möglich, den Referenzbereich relativ zu dem Identifikationsbereich durch einen geeigneten Rotations-Algorithmus in unterschiedliche Winkelstellungen zu drehen und für eine jeweilige Winkelstellung ein Ähnlichkeitsmaß zu bestimmen. Für das Identifizieren des Werkstücks wird jeweils das maximale Ähnlichkeitsmaß eines jeweiligen Referenzbereichs herangezogen, das bei der Verschiebung bzw. bei der Rotation bestimmt wurde.In one variant, when the image of the reference area is compared with the image of the identification area, a rotation and / or a lateral displacement of the reference area relative to the identification area and / or becomes different magnification of the image of the reference area and the image of the identification area taken into account. A lateral offset between the image of the reference area and the image of the identification area can be taken into account, for example, with the aid of a cross-correlation, as was mentioned in the introduction DE102005022095A1 is described, since this is a pattern recognition algorithm which is tolerant of a lateral displacement. Alternatively, a (slight) lateral offset can be taken into account by displacing the image of the reference area laterally for comparison with the identification area and determining a similarity measure for different values of the amount of the lateral offset. The image of the reference area can be rotated relative to the image of the identification area by means of a rotation-tolerant pattern recognition algorithm, for example optical flow. Alternatively, it is possible to rotate the reference area relative to the identification area into different angular positions using a suitable rotation algorithm and to determine a similarity measure for a respective angular position. To identify the workpiece, the maximum degree of similarity of a respective reference area is used, which was determined during the displacement or rotation.

Insbesondere für den Fall, dass das Bild des Referenzbereichs und das Bild des Identifikationsbereichs mit zwei unterschiedlichen Sensoreinrichtungen aufgenommen werden, kann die Aufnahme des jeweiligen Bildes ggf. mit einem unterschiedlichen Abbildungsmaßstab erfolgen. Die Information über die Sensoreinrichtung, genauer gesagt über den Abbildungsmaßstab, mit dem die Aufnahme des jeweiligen Bildes erfolgt, kann ebenfalls in der Speichereinrichtung gespeichert werden. Die unterschiedliche Vergrößerung der Bilder kann beispielsweise durch eine geeignete Skalierung des Bildes des Referenzbereichs und/oder des Bildes des Identifikationsbereichs berücksichtigt werden, so dass jeweils zwei Bilder mit derselben Vergrößerung miteinander verglichen werden.In particular, in the event that the image of the reference area and the image of the identification area are recorded with two different sensor devices, the respective image can optionally be recorded with a different imaging scale. The information about the sensor device, more precisely about the imaging scale with which the respective image is recorded, can also be stored in the storage device. The different magnification of the images can be taken into account, for example, by suitable scaling of the image of the reference area and / or of the image of the identification area, so that two images with the same magnification are compared with one another.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Identifizieren eines Werkstücks, umfassend: mindestens eine Sensoreinrichtung mit: einer Beleuchtungsquelle zum Beleuchten eines Identifikationsbereichs an der Oberfläche des Werkstücks mit Beleuchtungsstrahlung, sowie einem ortsauflösenden Detektor zum Aufnehmen eines Bildes des Identifikationsbereichs, welches ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster von an der Oberfläche des Werkstücks reflektierter Beleuchtungsstrahlung enthält, eine Speichereinrichtung, in der eine Mehrzahl von Bildern von zumindest teilweise mit dem Identifikationsbereich überlappenden, bevorzugt kleineren Referenzbereichen von Oberflächen einer Mehrzahl von Werkstücken gespeichert ist, die werkstückspezifische Reflexionsmuster enthalten, sowie eine Auswerteeinrichtung, die zum Identifizieren des Werkstücks durch Vergleichen des Reflexionsmusters des aufgenommenen Bildes des Identifikationsbereichs mit mindestens einem der Mehrzahl von Bildern der Referenzbereiche ausgebildet bzw. programmiert ist.Another aspect of the invention relates to a system for identifying a workpiece, comprising: at least one sensor device with: an illumination source for illuminating an identification area on the surface of the workpiece with illuminating radiation, and a spatially resolving detector for recording an image of the identification area, which has a workpiece-specific reflection pattern contains illumination radiation reflected on the surface of the workpiece, a storage device in which a plurality of images of at least partially overlapping, preferably smaller, reference areas of surfaces of a plurality of workpieces which contain workpiece-specific reflection patterns and an evaluation device for identifying are stored of the workpiece by comparing the reflection pattern of the recorded image of the identification area with at least one of the plurality of images rn the reference ranges is formed or programmed.

Während die Sensoreinrichtung in der Nähe des Werkstücks angeordnet ist bzw. angeordnet werden kann, können die Auswerteeinrichtung und insbesondere auch die Speichereinrichtung an einem grundsätzlich beliebigen Ort angeordnet sein. Insbesondere für den Fall, dass das System mehr als eine Sensoreinrichtung aufweist, um Bilder von Werkstücken aufzunehmen, ist es erforderlich, dass die aufgenommenen Bilder in einer gemeinsamen Speichereinrichtung gespeichert werden, auf die eine jeweilige Auswerteeinrichtung oder ggf. eine allen Sensoreinrichtungen gemeinsame Auswerteeinrichtung zugreifen können. Die Identifikation des Werkstücks kann alternativ in einer lokalen Auswerteeinrichtung in oder in der Nähe einer jeweiligen Sensoreinrichtung erfolgen, welche auf die Speichereinrichtung zugreifen kann. Das System kann einen abgeschlossenen Verbund von Bearbeitungsmaschinen bilden, die an einem Standort angeordnet sind, es ist aber auch möglich, dass die Bearbeitungsmaschinen bzw. Bearbeitungsstationen des Verbunds über mehrere Standorte verteilt sind und für den Transport verladen werden müssen.While the sensor device is arranged or can be arranged in the vicinity of the workpiece, the evaluation device and in particular also the storage device can be arranged at a basically arbitrary location. In particular, in the event that the system has more than one sensor device in order to record images of workpieces, it is necessary that the recorded images are stored in a common memory device which can be accessed by a respective evaluation device or possibly an evaluation device common to all sensor devices . The workpiece can alternatively be identified in a local evaluation device in or in the vicinity of a respective sensor device which can access the memory device. The system can form a closed network of processing machines which are arranged at one location, but it is also possible that the processing machines or processing stations of the network are distributed over several locations and have to be loaded for transport.

Das System kann zwei oder mehr Sensoreinrichtungen aufweisen und das Beleuchten und das Aufnehmen des Bildes des Referenzbereichs und das Beleuchten und das Aufnehmen des Bildes des Identifikationsbereichs können an zwei unterschiedlichen Sensoreinrichtungen erfolgen. Dies ist insbesondere günstig bzw. erforderlich, wenn die zu identifizierenden Werkstücke an unterschiedliche Standorte transportiert werden, um auch in diesem Fall eine eindeutige Zuordnung zu ermöglichen.The system can have two or more sensor devices, and the illumination and recording of the image of the reference area and the lighting and recording of the image of the identification area can take place on two different sensor devices. This is particularly favorable or necessary if the workpieces to be identified are transported to different locations in order to enable clear assignment in this case too.

Die oder eine weitere Sensoreinrichtung kann dazu dienen bzw. ausgebildet sein, den Referenzbereich an der Oberfläche des Werkstücks mit Beleuchtungsstrahlung zu beleuchten, ein Bild des Referenzbereichs aufzunehmen, welches das werkstückspezifische Reflexionsmuster von an der Oberfläche des Werkstücks reflektierter Beleuchtungsstrahlung enthält, sowie das Bild des Referenzbereichs an die Speichereinrichtung zu übertragen, um dieses dort zu speichern. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise fest mit einem Bearbeitungskopf einer Bearbeitungsmaschine verbunden sein, der relativ zum einem jeweiligen Werkstück bewegt werden kann, so dass der Identifikationsbereich bzw. der Referenzbereich auf besonders einfache Weise mittels der Sensoreinrichtung erreicht werden kann.The or a further sensor device can serve or be designed to illuminate the reference area on the surface of the workpiece with illuminating radiation, to take an image of the reference area which contains the workpiece-specific reflection pattern of illuminating radiation reflected on the surface of the workpiece, and the image of the reference area to be transferred to the storage device in order to store it there. The sensor device can, for example, be permanently connected to a processing head of a processing machine, which can be moved relative to a respective workpiece, so that the identification area or the reference area can be reached in a particularly simple manner by means of the sensor device.

Bei einer Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung ausgebildet, das Beleuchten des Identifikationsbereichs an der Oberfläche des Werkstücks und das Aufnehmen des Bildes des Identifikationsbereichs durch eine Bearbeitungsoptik, insbesondere durch eine Fokussieroptik, eines Bearbeitungskopfs zum Bearbeiten des Werkstücks mittels eines Bearbeitungsstrahls hindurch vorzunehmen. In one embodiment, the sensor device is designed to illuminate the identification area on the surface of the workpiece and to take the image of the identification area through processing optics, in particular through focusing optics, of a processing head for processing the workpiece using a processing beam.

In diesem Fall kann es sich bei der Sensoreinrichtung um eine ohnehin für die Überwachung eines Bearbeitungsprozesses, beispielsweise eines Laserschweiß- oder Laserschneidprozesses vorhandene Sensoreinrichtung handeln, die zusätzlich zur Identifikation von Werkstücken verwendet werden kann. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Sensoreinrichtung zum Beleuchten des Identifikationsbereichs an der Oberfläche des Werkstücks und zum Aufnehmen des Bildes des Identifikationsbereichs durch eine Bearbeitungsoptik im Wesentlichen koaxial zum Bearbeitungsstrahl ausgebildet ist. Vielmehr können sowohl die Beleuchtungsquelle als auch der ortsauflösende Detektor an dem Bearbeitungskopf auch außerhalb der Bearbeitungsoptik bzw. außerhalb des Gehäuses des Bearbeitungskopfs angeordnet sein.In this case, the sensor device can be a sensor device that is already available for monitoring a machining process, for example a laser welding or laser cutting process, and can also be used to identify workpieces. It is not absolutely necessary that the sensor device for illuminating the identification area on the surface of the workpiece and for taking the image of the identification area is designed essentially coaxially to the processing beam by means of processing optics. Rather, both the illumination source and the spatially resolving detector on the processing head can also be arranged outside the processing optics or outside the housing of the processing head.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet bzw. programmiert, zum Vergleichen des Bildes des Referenzbereichs und des Bildes des Identifikationsbereichs ein Ähnlichkeitsmaß zwischen dem Bild des Identifikationsbereichs und dem Bild eines jeweiligen Referenzbereichs bevorzugt durch einen Mustererkennungsalgorithmus zu bestimmen. Wie weiter oben in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurde, wird das Werkstück identifiziert, indem dieses dem Bild desjenigen Referenzbereichs zugeordnet wird, der die maximale Ähnlichkeit mit dem Bild des Identifikationsbereichs aufweist. Wie weiter oben beschrieben wurde, ist es günstig, wenn das Werkstück nur identifiziert wird, sofern das Ähnlichkeitsmaß einen Mindestwert überschreitet.In a further embodiment, the evaluation device is designed or programmed to preferably determine a similarity measure between the image of the identification region and the image of a respective reference region by means of a pattern recognition algorithm in order to compare the image of the reference region and the image of the identification region. As described above in connection with the method, the workpiece is identified by assigning it to the image of the reference area that has the maximum similarity to the image of the identification area. As described above, it is advantageous if the workpiece is only identified if the degree of similarity exceeds a minimum value.

Das System, insbesondere eine jeweilige Sensoreinrichtung, kann ausgebildet sein, den Identifikationsbereich größer zu wählen als den Referenzbereich. Das Bild des Identifikationsbereichs kann beispielsweise die gesamte Detektorfläche des ortsauflösenden Detektors überdecken, während das Bild des Referenzbereichs nur einen Teilbereich der Detektorfläche überdeckt. Auch kann die Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, beim Vergleichen des Bildes des Referenzbereichs mit dem Bild des Identifikationsbereichs eine Drehung und/oder eine laterale Verschiebung des Referenzbereichs relativ zum Identifikationsbereich zu berücksichtigen.The system, in particular a respective sensor device, can be designed to select the identification area larger than the reference area. The image of the identification area can cover, for example, the entire detector area of the spatially resolving detector, while the image of the reference area covers only a partial area of the detector area. The evaluation device can also be designed to take into account a rotation and / or a lateral displacement of the reference area relative to the identification area when comparing the image of the reference area with the image of the identification area.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. Likewise, the features mentioned above and those listed further can be used individually or in combination in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Laserbearbeitungsmaschine zum schneidenden Bearbeiten eines Werkstücks mit einem Identifikationsbereich und einem Referenzbereich,
  • 2a,b Darstellungen eines Laserbearbeitungskopfs der Laserbearbeitungsmaschine von 1 mit einer Sensoreinrichtung zum Beleuchten sowie zum Aufnehmen eines Bildes des Identifikations- bzw. des Referenzbereichs,
  • 3a,b eine Darstellung eines Bildes des Identifikationsbereichs sowie eines Bildes eines Referenzbereichs eines ersten Werkstücks,
  • 4a,b eine Darstellung des Bildes des Identifikationsbereichs sowie eines Bildes eines Referenzbereichs eines zweiten Werkstücks, und
  • 5a,b eine Darstellung des Bildes des Identifikationsbereichs sowie eines gedrehten und lateral versetzten Bildes des Referenzbereichs des zweiten Werkstücks.
Show it:
  • 1 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a laser processing machine for cutting processing a workpiece with an identification area and a reference area,
  • 2a, b Representations of a laser processing head of the laser processing machine from 1 with a sensor device for illuminating and for taking an image of the identification or reference area,
  • 3a, b a representation of an image of the identification area and an image of a reference area of a first workpiece,
  • 4a, b a representation of the image of the identification area and an image of a reference area of a second workpiece, and
  • 5a, b a representation of the image of the identification area and a rotated and laterally offset image of the reference area of the second workpiece.

In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.In the following description of the drawings, identical reference numerals are used for identical or functionally identical components.

1 zeigt eine Laserbearbeitungsmaschine 1 mit einer Laserquelle 2, einem Laserbearbeitungskopf 4 und einer Werkstückauflage 5. Ein von der Laserquelle 2 erzeugter Laserstrahl 6 wird mittels einer Strahlführung 3 mit Hilfe von (nicht gezeigten) Umlenkspiegeln zum Laserbearbeitungskopf 4 geführt und in diesem fokussiert sowie mit Hilfe von ebenfalls nicht bildlich dargestellten Spiegeln senkrecht zur Oberfläche 8a eines Werkstücks 8 ausgerichtet, d.h. die Strahlachse (optische Achse) des Laserstrahls 6 verläuft senkrecht zum Werkstück 8. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei der Laserquelle 2 um eine CO2-Laserquelle. Alternativ kann der Laserstrahl 6 beispielsweise durch einen Festkörperlaser erzeugt werden. 1 shows a laser processing machine 1 with a laser source 2nd , a laser processing head 4th and a workpiece support 5 . One from the laser source 2nd generated laser beam 6 is by means of a beam guide 3rd with the aid of deflecting mirrors (not shown) to the laser processing head 4th guided and focused in this and with the help of mirrors, also not shown, perpendicular to the surface 8a of a workpiece 8th aligned, ie the beam axis (optical axis) of the laser beam 6 runs perpendicular to the workpiece 8th . In the example shown, the laser source is used 2nd a CO 2 laser source. Alternatively, the laser beam 6 for example generated by a solid-state laser.

Zum Laserschneiden des Werkstücks 8 wird mit dem Laserstrahl 6 zunächst eingestochen, d.h. das Werkstück 8 wird an einer Einstechposition punktförmig aufgeschmolzen oder oxidiert und die hierbei entstehende Schmelze wird ausgeblasen. Nachfolgend wird der Laserstrahl 6 über das Werkstück 8 bewegt, so dass eine durchgängige Schnittkontur 9 entsteht, an der entlang der Laserstrahl 6 das Werkstück 8 durchtrennt.For laser cutting the workpiece 8th is with the laser beam 6 first pierced, ie the workpiece 8th is melted or oxidized at a puncture position and the resulting melt is blown out. Below is the laser beam 6 about the workpiece 8th moves so that a continuous cutting contour 9 emerges along the laser beam 6 the workpiece 8th severed.

Sowohl das Einstechen als auch das Laserschneiden können durch Hinzufügen eines Gases unterstützt werden. Als Schneidgase 10 können Sauerstoff, Stickstoff, Druckluft und/oder anwendungsspezifische Gase eingesetzt werden. Entstehende Partikel und Gase können mit Hilfe einer Absaugeinrichtung 11 aus einer Absaugkammer 12 abgesaugt werden. Both grooving and laser cutting can be supported by adding a gas. As cutting gases 10th oxygen, nitrogen, compressed air and / or application-specific gases can be used. Particles and gases can be removed with the help of a suction device 11 from a suction chamber 12th be sucked off.

Die Laserbearbeitungsmaschine 1 umfasst auch eine Bewegungseinrichtung 13 zur Bewegung des Laserbearbeitungskopfs 4 und des Werkstücks 8 relativ zueinander. Im gezeigten Beispiel ruht das Werkstück 8 während der Bearbeitung auf der Werkstückauflage 5 und der Laserbearbeitungskopf 4 wird bei der Bearbeitung entlang von zwei Achsen X, Y eines XYZ-Koordinatensystems bewegt. Zu diesem Zweck weist die Bewegungseinrichtung 13 ein mit Hilfe eines durch einen Doppelpfeil angedeuteten Antriebs in X-Richtung verschiebbares Portal 14 auf. Der Laserbearbeitungskopf 4 kann mit Hilfe eines weiteren durch einen Doppelpfeil angedeuteten Antriebs der Bewegungseinrichtung 13 in X-Richtung verschoben werden, um an beliebige Bearbeitungskopf-Positionen P in X-Richtung und in Y-Richtung in einem durch die Verschiebbarkeit des Laserbearbeitungskopfs 4 bzw. durch das Werkstück 8 vorgegebenen Arbeitsfeld bewegt zu werden. An einer jeweiligen Bearbeitungskopf-Position P weist der Laserstrahl 6 eine (instantane) Vorschubgeschwindigkeit V auf.The laser processing machine 1 also includes a moving device 13 for moving the laser processing head 4th and the workpiece 8th relative to each other. In the example shown, the workpiece is at rest 8th during machining on the workpiece support 5 and the laser machining head 4th is moved during machining along two axes X, Y of an XYZ coordinate system. For this purpose, the movement device 13 a portal displaceable in the X direction with the aid of a drive indicated by a double arrow 14 on. The laser processing head 4th can with the help of another drive indicated by a double arrow of the movement device 13 in the X direction to be moved to any machining head positions P in the X direction and in the Y direction in one due to the displaceability of the laser processing head 4th or through the workpiece 8th given working area to be moved. At a respective machining head position P points the laser beam 6 an (instantaneous) feed rate V on.

Wie in 2a zu erkennen ist, wird der Laserstrahl 6 für die Durchführung einer schneidenden Bearbeitung an dem Werkstück 8 mittels einer Fokussiereinrichtung in Form einer Fokussierlinse 15 auf das Werkstück 8 fokussiert. Bei der Fokussierlinse 15 handelt es sich im gezeigten Beispiel um eine Linse aus Zinkselenid, die den Laserstrahl 6 durch eine Laserbearbeitungsdüse 16, genauer gesagt durch deren Düsenöffnung 16a, auf das Werkstück 8 fokussiert, und zwar im gezeigten Beispiel auf eine Fokusposition F an der Oberseite 8a des Werkstücks 8. Der Laserstrahl 6 bildet dort einen Wechselwirkungsbereich 17 mit dem Werkstück 8, hinter dem entgegen der Bearbeitungsrichtung V bzw. entgegen der Schnittrichtung des Laserschneidprozesses die in 1 gezeigte Schnittkontur 9 erzeugt wird. Im Falle eines Laserstrahls 6 aus einem Festkörperlaser kann eine Fokussierlinse bspw. aus Quarzglas eingesetzt werden.As in 2a can be seen, the laser beam 6 for performing cutting work on the workpiece 8th by means of a focusing device in the form of a focusing lens 15 on the workpiece 8th focused. With the focusing lens 15 In the example shown, a lens made of zinc selenide is used to hold the laser beam 6 through a laser machining nozzle 16 , more precisely through their nozzle opening 16a , on the workpiece 8th focused, in the example shown on a focus position F on the top 8a of the workpiece 8th . The laser beam 6 forms an interaction area there 17th with the workpiece 8th , behind the opposite of the machining direction V or contrary to the cutting direction of the laser cutting process the in 1 shown cutting contour 9 is produced. In the case of a laser beam 6 a focusing lens made of quartz glass, for example, can be used from a solid-state laser.

In 2a ebenfalls zu erkennen ist ein teildurchlässig ausgebildeter Umlenkspiegel 18 einer Sensoreinrichtung 20, welcher den einfallenden Laserstrahl 6 (bspw. mit einer Wellenlänge von ca. 10,6 µm) reflektiert und für eine Prozessüberwachung relevante Beobachtungsstrahlung zu einem weiteren teildurchlässigen Umlenkspiegel 19 transmittiert, der ebenfalls einen Teil der Sensoreinrichtung 20 bildet. Der Umlenkspiegel 18 ist im gezeigten Beispiel für Beobachtungsstrahlung in Form von Wärmestrahlung bei Wellenlängen λ von ca. 700 nm bis 2000 nm teildurchlässig ausgebildet. Eine Beleuchtungsquelle 21 der Sensoreinrichtung 20 dient zur koaxialen Beleuchtung des Werkstücks 8 mit Beleuchtungsstrahlung 22. In 2a a partially transparent deflection mirror can also be seen 18th a sensor device 20th which is the incident laser beam 6 (for example with a wavelength of approx. 10.6 µm) reflected and observation radiation relevant for process monitoring to a further partially transparent deflection mirror 19th transmits, which also part of the sensor device 20th forms. The deflecting mirror 18th is partially transparent in the example shown for observation radiation in the form of thermal radiation at wavelengths λ of approximately 700 nm to 2000 nm. A source of lighting 21 the sensor device 20th is used for coaxial illumination of the workpiece 8th with illuminating radiation 22 .

Die Beleuchtungsstrahlung 22 wird von dem weiteren teiltransmissiven Umlenkspiegel 19 sowie von dem Umlenkspiegel 18 transmittiert und durch die Düsenöffnung 16a der Laserbearbeitungsdüse 16 hindurch auf das Werkstück 8 gelenkt. Die Beleuchtungsleistung PB der Beleuchtungsstrahlung 22 der Beleuchtungsquelle 21 ist einstellbar.The illuminating radiation 22 is from the further partially transmissive deflecting mirror 19th as well as from the deflecting mirror 18th transmitted and through the nozzle opening 16a the laser processing nozzle 16 through to the workpiece 8th directed. The lighting performance P B the illuminating radiation 22 the lighting source 21 is adjustable.

Alternativ zu den teildurchlässigen Umlenkspiegeln 18, 19 können auch Scraperspiegel oder Lochspiegel, welche einfallende Strahlung nur aus einem Randbereich reflektieren, eingesetzt werden, um die Beleuchtungsstrahlung 22 dem Werkstück 8 zuzuführen. Auch mindestens ein seitlich in den Strahlengang des Laserstrahls 6 eingebrachter Spiegel kann verwendet werden, um die Beobachtung zu ermöglichen.As an alternative to the semi-transparent deflecting mirrors 18th , 19th Scraper mirrors or perforated mirrors, which only reflect incident radiation from an edge area, can also be used to illuminate the radiation 22 the workpiece 8th feed. Also at least one laterally in the beam path of the laser beam 6 inserted mirror can be used to enable observation.

Als Beleuchtungsquelle 21 können Diodenlaser oder LEDs oder Blitzlampen vorgesehen werden, die wie in 2a gezeigt koaxial, aber auch off-axis zur Laserstrahlachse 24 angeordnet werden können. Die Beleuchtungsquelle 21 kann beispielsweise auch außerhalb (insbesondere neben) dem Laserbearbeitungskopf 4 angeordnet und auf das Werkstück 8 gerichtet sein; alternativ kann die Beleuchtungsquelle 21 innerhalb des Laserbearbeitungskopfs 4 angeordnet, jedoch nicht koaxial zum Laserstrahl 6 auf das Werkstück 8 ausgerichtet sein. Gegebenenfalls kann der Laserbearbeitungskopf 4 auch ohne eine Beleuchtungsquelle 21 betrieben werden.As a lighting source 21 diode lasers or LEDs or flash lamps can be provided, as in 2a shown coaxial, but also off-axis to the laser beam axis 24th can be arranged. The lighting source 21 can for example also outside (in particular next to) the laser processing head 4th arranged and on the workpiece 8th be directed; alternatively, the lighting source 21 inside the laser machining head 4th arranged, but not coaxial to the laser beam 6 on the workpiece 8th be aligned. If necessary, the laser processing head 4th even without a lighting source 21 operate.

In einem Beobachtungsstrahlengang 23 der Sensoreinrichtung 20 hinter dem weiteren teildurchlässigen Umlenkspiegel 19 ist ein ortsauflösender Detektor in Form einer geometrisch hochauflösenden Kamera 25 angeordnet, der ebenfalls zur Sensoreinrichtung 20 gehört. Bei der Kamera 25 kann es sich um eine Hochgeschwindigkeitskamera handeln, die koaxial zur Laserstrahlachse 24 bzw. zur Verlängerung der Laserstrahlachse 24 und somit richtungsunabhängig angeordnet ist. Beim dargestellten Beispiel erfolgt die Aufnahme von Bildern durch die Kamera 25 im Auflichtverfahren im NIR/IR-Wellenlängenbereich, um das Prozesseigenleuchten bzw. ein Wärmebild des Schneidprozesses aufzunehmen. Bei dem in 2a gezeigten Beispiel kann ein Filter vor der Kamera 25 angeordnet werden, wenn weitere Strahlungs- bzw. Wellenlängenanteile von der Erfassung mit der Kamera 25 ausgeschlossen werden sollen. Der Filter kann z.B. als schmalbandiger Bandpassfilter mit einer Halbwertsbreite von beispielsweise ca. 15 nm ausgebildet sein, der Wellenlängen A im Bereich um ca. 800 nm transmittiert.In an observation beam path 23 the sensor device 20th behind the other partially permeable deflecting mirror 19th is a spatially resolving detector in the form of a geometrically high-resolution camera 25th arranged, also to the sensor device 20th belongs. At the camera 25th can be a high-speed camera that is coaxial to the laser beam axis 24th or to extend the laser beam axis 24th and is thus arranged independent of direction. In the example shown, pictures are taken by the camera 25th in the incident light process in the NIR / IR wavelength range to record the process's own lighting or a thermal image of the cutting process. At the in 2a The example shown can be a filter in front of the camera 25th be arranged if further radiation or wavelength components from the detection with the camera 25th should be excluded. The filter can be used, for example, as a narrowband bandpass filter with a half width of 15 nm, for example, of the wavelengths A transmitted in the range around 800 nm.

Zum Aufnehmen eines in 3a gezeigten Bildes BI eines in 1 gezeigten kreisförmigen Identifikationsbereichs 26 an der Oberfläche 8a des Werkstücks 8 auf einer Detektorfläche 25a der Kamera 25 weist der Laserbearbeitungskopf 4 eine Abbildungsoptik 27 auf. Im gezeigten Beispiel weist die Abbildungsoptik 27 eine Blende 28 auf, die um eine zentrale Drehachse D drehbar gelagert ist, so dass sich bei der Drehung die Position einer exzentrisch angeordneten Blendenöffnung 28a auf einem Kreisbogen um die Drehachse D bewegt (vgl. 2b).To record one in 3a shown image BI one in 1 shown circular identification area 26 on the surface 8a of the workpiece 8th on a detector surface 25a the camera 25th shows the laser processing head 4th an imaging optics 27 on. In the example shown, the imaging optics 27 an aperture 28 on that around a central axis of rotation D is rotatably mounted, so that the position of an eccentrically arranged aperture opening during rotation 28a on a circular arc around the axis of rotation D moved (cf. 2 B) .

Durch die Anordnung der Blende 28 in dem mittels einer Linse 29 fokussierten Strahlengangs der Abbildungsoptik 27 tritt nur ein Teil des Beobachtungsstrahlengangs 23, welcher einen Randbereich der Fokussierlinse 15 durchläuft und im konvergenten Strahlengang nach der Fokussierlinse 15 unter einem Winkel β zur Strahlachse 24 des Laserstrahls 6 ausgerichtet ist, durch die exzentrisch zur Verlängerung der Strahlachse 24 des Laserstrahls 6 angeordnete Blendenöffnung 28a hindurch und bildet einen Beobachtungsstrahl 23a, welcher auf der Detektorfläche 25a abgebildet wird. Bei dem in 2a gezeigten Beispiel verläuft eine Beobachtungsrichtung R1 des Beobachtungsstrahls 23a in der Projektion in die XY-Ebene bzw. in die Werkstückebene parallel zur Richtung des Bearbeitungsvektors V, entlang derer der Laserstrahl 6 und das Werkstück 8 in der XY-Ebene relativ zueinander bewegt werden, um die gewünschte Schnittkontur zu bilden, d.h. es erfolgt eine stechende Beobachtung. Der Winkel β, unter dem die Beobachtungsrichtung R1 zur Strahlachse 24 des Laserstrahls 6 ausgerichtet ist, liegt im gezeigten Beispiel zwischen ca. 1° und ca. 5°, beispielsweise bei ca. 4°. Die Blende 28 kann insbesondere in der bildseitigen Brennebene der Linse 29 bzw. der Abbildungsoptik 27 angeordnet werden, um eine telezentrische Abbildung zu erzeugen.Due to the arrangement of the panel 28 in which by means of a lens 29 focused beam path of the imaging optics 27 only part of the observation beam path occurs 23 , which has an edge region of the focusing lens 15 passes through and in the convergent beam path after the focusing lens 15 at an angle β to the beam axis 24th of the laser beam 6 is aligned by the eccentric to extend the beam axis 24th of the laser beam 6 arranged aperture 28a and forms an observation beam 23a which is on the detector surface 25a is mapped. At the in 2a shown example runs an observation direction R1 of the observation beam 23a in the projection in the XY plane or in the workpiece plane parallel to the direction of the machining vector V along which the laser beam 6 and the workpiece 8th are moved relative to one another in the XY plane in order to form the desired cutting contour, that is to say a sharp observation takes place. The angle β under which the direction of observation R1 to the beam axis 24th of the laser beam 6 in the example shown is between approximately 1 ° and approximately 5 °, for example approximately 4 °. The aperture 28 can in particular in the focal plane of the lens 29 or the imaging optics 27 can be arranged to produce a telecentric image.

An Stelle einer mechanisch verstellbaren Blende 28 kann auch eine elektrisch verstellbare Blende, beispielsweise in Form eines LCD-Arrays, verwendet werden, bei der einzelne Pixel oder Pixelgruppen elektronisch an- bzw. ausgeschaltet werden, um die Blendenwirkung zu erzeugen. Auch kann die mechanische Blende 28 anders als in 2a,b gezeigt quer zum Beobachtungsstrahlengang 23, beispielsweise in der YZ-Ebene, bewegt bzw. verschoben werden, um unterschiedliche Teile des Beobachtungsstrahlengangs 23 abzuschatten bzw. für die Beobachtung zu öffnen. Die Blende 28 kann auch in Form eines oder mehrerer auf- und zuklappbarer mechanischer Elemente realisiert werden. Anders als dies in 2a,b dargestellt ist, kann auf die Blende 28 auch vollständig verzichtet werden, d.h. der Beobachtungsstrahlengang 23 als Ganzes wird auf die Detektorfläche 25a abgebildet.Instead of a mechanically adjustable cover 28 an electrically adjustable diaphragm, for example in the form of an LCD array, can also be used, in which individual pixels or pixel groups are electronically switched on or off in order to produce the diaphragm effect. The mechanical cover can also be used 28 different from in 2a, b shown across the observation beam path 23 , for example in the YZ plane, are moved or shifted around different parts of the observation beam path 23 shade or open for observation. The aperture 28 can also be realized in the form of one or more mechanical elements that can be opened and closed. Other than this in 2a, b is shown on the bezel 28 can also be completely dispensed with, ie the observation beam path 23 as a whole is on the detector surface 25a pictured.

Um das in 1 gezeigte Werkstück 8 vor dem Bearbeiten zu identifizieren, wird der Bearbeitungskopf 4 und somit auch die fest mit diesem verbundene Sensoreinrichtung 20 mit Hilfe einer Steuerungseinrichtung 30, welche die Steuerungsaufgaben der Laserschneidmaschine 1 übernimmt und unter anderem auch die motorischen Antriebe der Bewegungseinrichtung 13 steuert, über dem im gezeigten Beispiel kreisförmigen Identifikationsbereich 26 positioniert. Die Position des Identifikationsbereichs 26 bzw. die Bearbeitungskopf-Position PI an dem Identifikationsbereich 26 relativ zur Werkstückauflage 5 und somit auch relativ zu dem ortsfest auf der Werkstückauflage 5 positionierten Werkstück 8 ist fest vorgegeben. Mit Hilfe der Abbildungsoptik 27 wird das in 3a gezeigte Bild BI des beleuchteten Identifikationsbereichs 26 auf der Detektorfläche 25a erzeugt. Wie in 3a zu erkennen ist, befindet sich die Bearbeitungskopf-Position PI hierbei im Zentrum der Düsenöffnung 16a, welche dem Zentrum des kreisförmigen Identifikationsbereichs 26 entspricht, der durch die Bearbeitungsdüse 16 hindurch mittels der Abbildungsoptik 27 auf die Detektoroberfläche 25a abgebildet wird.To do that in 1 shown workpiece 8th The machining head is used to identify before machining 4th and thus also the sensor device firmly connected to it 20th with the help of a control device 30th which are the control tasks of the laser cutting machine 1 takes over and among other things also the motor drives of the movement device 13 controls, over the circular identification area in the example shown 26 positioned. The location of the identification area 26 or the machining head position PI at the identification area 26 relative to the workpiece support 5 and thus also relative to the stationary on the workpiece support 5 positioned workpiece 8th is fixed. With the help of the imaging optics 27 will that in 3a shown image BI of the illuminated identification area 26 on the detector surface 25a generated. As in 3a the machining head position can be seen PI here in the center of the nozzle opening 16a , which is the center of the circular identification area 26 corresponds to that through the processing nozzle 16 through by means of the imaging optics 27 on the detector surface 25a is mapped.

Eine in 2a gezeigte Auswerteeinrichtung 31, die mit dem Detektor 25 in signaltechnischer Verbindung steht, dient zum Vergleichen des aufgenommenen Bildes BI des Identifikationsbereichs 26 mit einer Mehrzahl von Bildern BR1 , BR2 , ... von Referenzbereichen 32, die vorab an einer jeweiligen Oberfläche 8a einer Mehrzahl von Werkstücken 8 aufgenommen wurden und die in einer in 1 gezeigten Speichereinrichtung 33 gespeichert sind. Die Speichereinrichtung 33 kann beispielsweise in einem zentralen Computer oder in der Cloud gebildet sein, die mit der Auswerteeinrichtung 31 in signaltechnischer Verbindung steht. Anders als dies in 1 dargestellt ist, kann die Speichereinrichtung 33 auch in die Auswerteeinrichtung 31 integriert sein.One in 2a shown evaluation device 31 that with the detector 25th has a signal connection, is used to compare the recorded image BI of the identification area 26 with a plurality of images BR 1 , BR 2 , ... of reference areas 32 that advance on a particular surface 8a a plurality of workpieces 8th were recorded and which in one in 1 shown storage device 33 are saved. The storage device 33 can be formed, for example, in a central computer or in the cloud, with the evaluation device 31 is in signaling connection. Other than this in 1 is shown, the storage device 33 also in the evaluation device 31 be integrated.

Beispielhaft sind in 3b und in 4b zwei Bilder BR1 , BR2 eines jeweiligen Referenzbereichs 32 dargestellt, die an einem ersten und zweiten Werkstück 8 aufgenommen wurden. Die Aufnahme der Bilder BR1 , BR2 eines jeweiligen Referenzbereichs 32 eines Werkstücks 8 kann mittels der in 1 gezeigten Sensoreinrichtung 20 erfolgen. In der Regel dient eine weitere Sensoreinrichtung 20 zur Aufnahme des bzw. der Bilder BR1 , BR2 , ... des jeweiligen Referenzbereichs 32. Die weitere Sensoreinrichtung 20 kann an einer anderen Bearbeitungsmaschine vorgesehen sein, an der ein jeweiliges Werkstück 8 zum ersten Mal bearbeitet wird und zur Identifizierung des Werkstücks 8 ein Bild BR1 , BR2 , ... des jeweiligen Referenzbereichs 32 aufgenommen wird. Die Aufnahme eines Bildes BR1 , BR2 , ... des jeweiligen Referenzbereichs 32 kann auch an einer speziell zu diesem Zweck vorgesehenen Sensoreinrichtung 20 vorgenommen werden, an der keine Bearbeitung von Werkstücken 8 erfolgt. Die weitere Sensoreinrichtung 20 bildet zusammen mit der in 1 gezeigten Laserschneidmaschine 1, der Auswerteeinrichtung 31 und der Speichereinrichtung 33 ein System 34 zum Identifizieren von Werkstücken 8.Examples are in 3b and in 4b two pictures BR 1 , BR 2 of a respective reference range 32 shown on a first and second workpiece 8th were recorded. Taking the pictures BR 1 , BR 2 of a respective reference range 32 of a workpiece 8th can by means of the 1 shown sensor device 20th respectively. Another sensor device is usually used 20th to take the picture (s) BR 1 , BR 2 , ... of the respective reference range 32 . The further sensor device 20th can be provided on another processing machine on which a respective workpiece 8th is processed for the first time and to identify the workpiece 8th a picture BR 1 , BR 2 , ... of the respective reference range 32 is recorded. Taking a picture BR 1 , BR 2 , ... of the respective Reference range 32 can also on a sensor device provided specifically for this purpose 20th be carried out on which no machining of workpieces 8th he follows. The further sensor device 20th forms together with the in 1 shown laser cutting machine 1 , the evaluation device 31 and the storage device 33 a system 34 to identify workpieces 8th .

Die in 3b und in 4b dargestellten Bilder BR1 , BR2 des Referenzbereichs 32 wurden vorab an den Oberflächen 8a einer Mehrzahl von Werkstücken 8 an derselben Bearbeitungskopf-Position PI aufgenommen, an der auch das Bild BI des Identifikationsbereichs 26 aufgenommen wurde. Im gezeigten Beispiel ist ein jeweiliger Referenzbereich 32 kleiner als der Identifikationsbereich 26 und aufgrund der übereinstimmenden Bearbeitungskopf-Position PI ist der Referenzbereich 32 auf dem Werkstück 8 konzentrisch zum Identifikationsbereich 26 angeordnet.In the 3b and in 4b shown images BR 1 , BR 2 of the reference range 32 were in advance on the surfaces 8a a plurality of workpieces 8th at the same machining head position PI recorded on which also the picture BI of the identification area 26 has been recorded. In the example shown there is a respective reference range 32 smaller than the identification area 26 and due to the matching machining head position PI is the reference range 32 on the workpiece 8th concentric to the identification area 26 arranged.

Wie in 3a zu erkennen ist, enthält das aufgenommene Bild BI des Identifikationsbereichs 26 ein für das auf der Werkstückauflage 5 aufliegendes Werkstück 8 spezifisches Reflexionsmuster RI, welches in 3a symbolisch durch mehrere Striche und einen Punkt angedeutet ist. Um das Werkstück 8 eindeutig zu identifizieren, wird das Reflexionsmuster RI bzw. das aufgenommene Bild BI mit der Mehrzahl von aufgenommenen Bildern BR1 , BR2 , ... eines jeweiligen Referenzbereichs 32 verglichen, die vorab an mehreren Werkstücken 8, u.a. auch an dem auf der Werkstückauflage 5 aufliegenden, zu identifizierenden Werkstück 8 aufgenommen wurden. Beim Vergleichen wird zunächst ein Ähnlichkeitsmaß A zwischen dem Bild BI des Identifikationsbereichs 26 und dem Bild BR1 eines Referenzbereichs 32 eines ersten Werkstücks 8 bestimmt. Wie in 3b zu erkennen ist, enthält das Bild BR1 des Referenzbereichs 32 des ersten Werkstücks 8 ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster R1 , für das ein Ähnlichkeitsmaß A mit dem Reflexionsmuster RI des Bildes BI des Identifikationsbereichs 26 bestimmt wird.As in 3a can be seen, contains the recorded image BI of the identification area 26 one for that on the workpiece support 5 resting workpiece 8th specific reflection pattern RI which in 3a is symbolically indicated by several lines and a period. To the workpiece 8th the reflection pattern will be clearly identified RI or the captured image BI with the plurality of captured images BR 1 , BR 2 , ... of a respective reference range 32 compared in advance on several workpieces 8th , including the one on the workpiece support 5 workpiece to be identified 8th were recorded. When comparing a similarity measure is first A between the picture BI of the identification area 26 and the picture BR 1 a reference range 32 of a first workpiece 8th certainly. As in 3b can be seen, contains the image BR 1 of the reference range 32 of the first workpiece 8th a workpiece-specific reflection pattern R 1 , for which a similarity measure A with the reflection pattern RI of the picture BI of the identification area 26 is determined.

Das Ähnlichkeitsmaß A wird durch einen Mustererkennungsalgorithmus ermittelt, der die beiden Bilder BI, BR1 und somit das werkstückspezifische Reflexionsmuster RI des Identifikationsbereichs 26 mit dem werkstückspezifischen Reflexionsmuster R1 des Referenzbereichs 32 des ersten der Mehrzahl von Werkstücken 8 vergleicht. Bei dem Ähnlichkeitsmaß A kann es sich beispielsweise um eine differenzbasierte Ähnlichkeitsfunktion (Sum of Absolute Differences - SAD, median absolute deviation - MAD, Mean-squared-Difference - MSD), eine Kreuzkorrelation, einen Korrelationskoeffizienten oder eine Phasenkorrelation handeln.The measure of similarity A is determined by a pattern recognition algorithm that the two images BI , BR 1 and thus the workpiece-specific reflection pattern RI of the identification area 26 with the workpiece-specific reflection pattern R 1 of the reference range 32 the first of the plurality of workpieces 8th compares. With the similarity measure A can be, for example, a difference-based similarity function (Sum of Absolute Differences - SAD, median absolute deviation - MAD, Mean-squared-Difference - MSD), a cross-correlation, a correlation coefficient or a phase correlation.

Wie anhand eines Vergleichs zwischen 3a und 3b zu erkennen ist, weist das in 3b dargestellte Reflexionsmuster R1 des ersten Werkstücks 8 signifikant von dem in 3a gezeigten Reflexionsmuster RI des zu identifizierenden Werkstücks 8 ab. Beim Vergleichen der beiden Reflexionsmuster RI, R1 wird daher ein Wert A1 des Ähnlichkeitsmaßes A bestimmt, der sehr gering ist. Wie anhand eines Vergleichs zwischen 4a und 4b zu erkennen ist, weist das Reflexionsmuster R2 des in 4b gezeigten Bildes BR2 des Referenzbereichs 32 des zweiten der Mehrzahl von in der Speichereinrichtung 33 gespeicherten Bilder BR1 , BR2 , ... eine sehr hohe Übereinstimmung mit dem Reflexionsmuster RI des Identifikationsbereichs BI auf. Der Wert A2 des Ähnlichkeitsmaßes A ist daher größer als bei dem in 3b gezeigten ersten Bild BR1 , d.h. es gilt A2 > A1. Für den Fall, dass wie in 4b dargestellt ist ein sehr großer Wert A2 für das Ähnlichkeitsmaß A bestimmt wird, kann ggf. die Identifizierung des Werkstücks 8 abgeschlossen werden, d.h. das zu identifizierende Werkstück 8 wird dem zweiten gespeicherten Bild BR2 des Referenzbereichs 32 bzw. dem zugehörigen zweiten Werkstück 8 zugeordnet, ohne dass der Vergleich mit den Bildern BR3 , BR4 , ... von Referenzbereichen 32 von weiteren der Mehrzahl von Werkstücken 8 erfolgt. Alternativ wird der Vergleich auf die weiter oben beschriebene Weise mit weiteren Bildern BR3 , BR4 , ... des Referenzbereichs 32 fortgesetzt, die an einem dritten, vierten, ... Werkstück 8 aufgenommen wurden und hierbei wird ein jeweiliger Wert A3 , A4 , ... für das Ähnlichkeitsmaß A bestimmt. Das Werkstück 8 wird demjenigen der gespeicherten Bilder BR1 , BR2 , ... des Referenzbereichs 32 zugeordnet, bei dem das Ähnlichkeitsmaß A einen maximalen Wert aufweist. Bei dem in 3a,b bzw. 4a,b gezeigten Beispiel ist der Wert A2 des Ähnlichkeitsmaßes A bei dem in 4b gezeigten zweiten Bild BR2 maximal, d.h. das auf der Werkstückauflage 5 aufliegende Werkstück 8 wird als dasjenige Werkstück 8 identifiziert, an dem vorab das zweite Bild BR2 des Referenzbereichs 32 aufgenommen und in der Speichereinrichtung 33 gespeichert wurde.As with a comparison between 3a and 3b can be seen, shows in 3b reflection patterns shown R 1 of the first workpiece 8th significant of that in 3a shown reflection pattern RI of the workpiece to be identified 8th from. When comparing the two reflection patterns RI , R 1 therefore becomes a value A 1 of the similarity measure A determined, which is very low. As with a comparison between 4a and 4b can be seen, shows the reflection pattern R 2 of in 4b shown image BR 2 of the reference range 32 the second of the plurality of in the storage device 33 saved images BR 1 , BR 2 , ... a very high correspondence with the reflection pattern RI of the identification area BI on. The value A 2 of the similarity measure A is therefore larger than that in 3b shown first picture BR 1 , ie A 2 > A 1 applies. In the event that as in 4b is shown a very large value A 2 for the measure of similarity A identification of the workpiece, if necessary 8th be completed, ie the workpiece to be identified 8th becomes the second saved image BR 2 of the reference range 32 or the associated second workpiece 8th assigned without comparing with the pictures BR 3 , BR 4 , ... of reference areas 32 of more of the majority of workpieces 8th he follows. Alternatively, the comparison in the manner described above with other images BR 3 , BR 4 , ... of the reference range 32 continued on a third, fourth, ... workpiece 8th were recorded and this is a respective value A 3 , A 4 , ... for the measure of similarity A certainly. The workpiece 8th becomes that of the saved images BR 1 , BR 2 , ... of the reference range 32 assigned at which the similarity measure A has a maximum value. At the in 3a, b respectively. 4a, b The example shown is the value A 2 of the similarity measure A at the in 4b shown second picture BR 2 maximum, ie that on the workpiece support 5 resting workpiece 8th is called that workpiece 8th identified, on which the second image in advance BR 2 of the reference range 32 recorded and in the storage device 33 was saved.

Um die Anzahl der in der Speichereinrichtung 33 gespeicherten Bilder BR1 , BR2 , ... von Referenzbereichen 32 und damit die Datenverarbeitung bzw. die Anzahl der Vergleiche mit dem Bild BI des Identifikationsbereichs 26 überschaubar zu halten, können die in der Speichereinrichtung 33 gespeicherten Bilder BR1 , BR2 , ... des Referenzbereichs 32 wieder gelöscht werden. Das Löschen kann beispielsweise erfolgen, wenn die Speicherdauer eines jeweiligen Referenzbildes BR1 , BR2 , ... in der Speichereinrichtung 33 einen vorgegebenen Zeitraum überschreitet, wenn ein jeweils zugehöriges Werkstück 8 das System 34 verlassen hat und/oder wenn eine Qualitätskontrolle an dem jeweiligen Werkstück 8 durchgeführt wurde.To the number of in the storage device 33 saved images BR 1 , BR 2 , ... of reference areas 32 and thus the data processing or the number of comparisons with the image BI of the identification area 26 To keep it manageable, those in the storage device 33 saved images BR 1 , BR 2 , ... of the reference range 32 be deleted again. The deletion can take place, for example, when the storage period of a respective reference image BR 1 , BR 2 , ... in the storage device 33 exceeds a predetermined period of time when a respective workpiece 8th the system 34 has left and / or if a quality control on the respective workpiece 8th was carried out.

Um Fehlzuordnungen bei der Identifikation des Werkstücks 8 zu vermeiden, wird bei dem hier beschriebenen Beispiel zusätzlich geprüft, ob der bei dem Vergleich mit allen Werkstücken 8 bestimmte maximale Wert A2 des Ähnlichkeitsmaßes A über einem Mindest- bzw. Schwellwert As liegt. Nur wenn dies der Fall ist, wird das Werkstück 8 identifiziert. Wird der Schwellwert As unterschritten, ist dies ein Hinweis darauf, dass das Werkstück 8 mit keinem der Mehrzahl von Werkstücken 8 übereinstimmt, für die Bilder BR1 , BR2 , ... des Referenzbereichs 32 in der Speichereinrichtung 33 gespeichert sind. To avoid misclassifications when identifying the workpiece 8th To avoid, the example described here also checks whether the comparison with all workpieces 8th certain maximum value A 2 of the similarity measure A above a minimum or threshold As lies. Only if this is the case will the workpiece 8th identified. Will the threshold As undershot, this is an indication that the workpiece 8th with none of the majority of workpieces 8th matches for the pictures BR 1 , BR 2 , ... of the reference range 32 in the storage device 33 are saved.

Bei der Aufnahme des Bildes BI des Identifikationsbereichs 26 und eines jeweiligen Referenzbereichs 32 kann aufgrund einer Fehlpositionierung des Werkstücks 8 der Fall eintreten, dass das Reflexionsmuster R2' in dem Bild BR2 des Referenzbereichs 32 gegenüber dem Reflexionsmuster RI in dem Bild BI des Identifikationsbereichs 26 geringfügig verdreht ist, wie dies anhand eines Vergleichs von 5a mit 5b zu erkennen ist: Obgleich das Reflexionsmuster R2' des Bildes BR2 des Referenzbereichs 32 von 5b praktisch identisch mit dem Reflexionsmuster RI des Identifikationsbereichs 26 von 5a ist, wird für den Fall, dass die Drehung nicht berücksichtigt wird, kein hoher Wert A2 für das Ähnlichkeitsmaß A bestimmt, so dass es ggf. zu einer Fehlzuordnung oder zu keiner Identifizierung des Werkstücks 8 kommt, weil der Schwellwert As nicht überschritten wird.When taking the picture BI of the identification area 26 and a respective reference range 32 can be due to incorrect positioning of the workpiece 8th the case occur that the reflection pattern R 2 ' in the picture BR 2 of the reference range 32 versus the reflection pattern RI in the picture BI of the identification area 26 is slightly twisted, as shown by a comparison of 5a With 5b one can see: Although the reflection pattern R 2 ' of the picture BR 2 of the reference range 32 from 5b practically identical to the reflection pattern RI of the identification area 26 from 5a is not a high value if the rotation is not taken into account A 2 for the measure of similarity A determined so that there may be a misassignment or no identification of the workpiece 8th comes because of the threshold A s is not exceeded.

Um die in 5b gezeigte Drehung zu berücksichtigen, kann das Bild BR2 des Referenzbereichs 32 in unterschiedliche Winkelstellungen relativ zu dem Bild RI des Identifikationsbereichs 26 gedreht werden, beispielsweise in mehrere vorgegebene Winkelstellungen, die jeweils um einen Winkel von z.B. 2° oder 5° von der in 5a gezeigten Ausrichtung abweichen. Für jede Winkelstellung kann ein Wert für das Ähnlichkeitsmaß A bestimmt werden und der maximale Wert des Ähnlichkeitsmaßes A der Winkelstellungen wird für den weiter oben beschriebenen Vergleich verwendet. Alternativ kann für die Berücksichtigung der Drehung ein rotationstoleranter Mustererkennungsalgorithmus verwendet werden, z.B. Optical Flow.To the in 5b to take into account shown rotation, the picture BR 2 of the reference range 32 in different angular positions relative to the image RI of the identification area 26 can be rotated, for example into several predetermined angular positions, each at an angle of, for example, 2 ° or 5 ° from the in 5a shown orientation differ. For each angular position there can be a value for the similarity measure A be determined and the maximum value of the similarity measure A the angular positions are used for the comparison described above. Alternatively, a rotation-tolerant pattern recognition algorithm can be used to take the rotation into account, for example optical flow.

Auch ein in 5a angedeuteter lateraler Versatz zwischen dem Identifikationsbereich 26 und dem Referenzbereich 32, der dazu führt, dass beide Bereiche 26, 32 nicht konzentrisch angeordnet sind, kann beim Vergleichen der jeweiligen Bilder BI, BR2 durch einen geeigneten Mustererkennungsalgorithmus, der gegenüber einer relativen Verschiebung tolerant ist, beispielsweise durch einen Kreuzkorrelations-Algorithmus, berücksichtigt werden. Hierbei wirkt sich günstig aus, dass der Referenzbereich 32 kleiner ist als der Identifikationsbereich 26 und vollständig von diesem umgeben ist. Auch bei der in 5a gezeigten lateralen Verschiebung befindet sich der Referenzbereich 32 noch vollständig innerhalb des Identifikationsbereichs 26, so dass der gesamte Referenzbereich 32 für den Vergleich zur Verfügung steht. Analog zu dem in Zusammenhang mit der weiter oben beschriebenen Drehung des Referenzbereichs 32 in unterschiedliche Winkelstellungen kann ggf. für mehrere Werte des lateralen Versatzes zwischen dem Referenzbereich 32 und dem Identifikationsbereich 26 jeweils ein Wert für das Ähnlichkeitsmaß A bestimmt und ein maximaler Wert für das Ähnlichkeitsmaß A bei unterschiedlichem lateralem Versatz bestimmt werden.Also an in 5a indicated lateral offset between the identification area 26 and the reference range 32 that leads to both areas 26 , 32 are not arranged concentrically when comparing the respective images BI , BR 2 be taken into account by a suitable pattern recognition algorithm which is tolerant of a relative shift, for example by a cross-correlation algorithm. This has a beneficial effect on the reference range 32 is smaller than the identification range 26 and is completely surrounded by it. Even with the in 5a shown lateral displacement is the reference range 32 still completely within the identification range 26 so the entire reference range 32 is available for comparison. Analogous to that in connection with the rotation of the reference range described above 32 may be in different angular positions for several values of the lateral offset between the reference range 32 and the identification area 26 one value each for the similarity measure A determined and a maximum value for the similarity measure A with different lateral misalignments.

Insbesondere wenn das Bild BR1 , BR2 , ... eines jeweiligen Referenzbereichs 32 und das Bild BI des Identifikationsbereichs 26 mit zwei unterschiedlichen Sensoreinrichtungen 20 aufgenommen werden, können diese ggf. mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben aufgenommen werden. In diesem Fall kann beim Vergleichen die unterschiedliche Vergrößerung der Bilder BR1 , BR2 bzw. BI berücksichtigt werden, indem diese für das Vergleichen geeignet skaliert werden, so dass die Differenz der Abbildungsmaßstäbe ausgeglichen wird.Especially when the picture BR 1 , BR 2 , ... of a respective reference range 32 and the picture BI of the identification area 26 with two different sensor devices 20th can be recorded with different image scales, if necessary. In this case, the different magnification of the images can be compared BR 1 , BR 2 respectively. BI are taken into account by scaling them appropriately for the comparison so that the difference in the imaging scales is compensated for.

Grundsätzlich sollten die Bilder BR1 , BR2 , ... des jeweiligen Referenzbereichs 32 sowie das Bild BI des Identifikationsbereichs 26 möglichst mit vergleichbarem Helligkeitsniveau aufgenommen werden, um den Vergleich zu vereinfachen. Zu diesem Zweck kann die Beleuchtungsleistung PB der Beleuchtungsquelle 21 geeignet eingestellt werden, beispielsweise unter Berücksichtigung der Reflektivität eines jeweiligen Matesrialtyps des Werkstücks 8. Alternativ ist auch eine Regelung der Beleuchtungsleistung PB der Beleuchtungsstrahlung 22 bzw. der (gemittelten) Helligkeit des jeweiligen aufgenommenen Bildes BR1 , BR2 , ..., BI auf eine Soll-Helligkeit möglich, um Bilder BR1 , BR2 , ..., BI mit einer möglichst einheitlichen Helligkeit zu vergleichen.Basically, the pictures should BR 1 , BR 2 , ... of the respective reference range 32 as well as the picture BI of the identification area 26 if possible with a comparable brightness level to simplify the comparison. For this purpose, the lighting performance P B the lighting source 21 be set appropriately, for example taking into account the reflectivity of a respective material type of the workpiece 8th . Alternatively, regulation of the lighting output is also possible P B the illuminating radiation 22 or the (average) brightness of the respective recorded image BR 1 , BR 2 , ..., BI to a target brightness possible to take pictures BR 1 , BR 2 , ..., BI with a brightness that is as uniform as possible.

Obgleich das Verfahren bzw. das System 34 zum Identifizieren von Werkstücken 8 im Zusammenhang mit einer Laserschneidmaschine 1 beschrieben wurde, kann dieses Verfahren auch bei anderen Bearbeitungsprozessen eingesetzt werden, beispielsweise bei der schweißenden Bearbeitung eines Werkstücks 8 mit Hilfe einer zu diesem Zweck ausgebildeten Bearbeitungsmaschine 1, z.B. in Form einer Laserschweißmaschine, einer Bearbeitungsmaschine zum umformenden Bearbeiten des Werkstücks 8 etc.Although the process or system 34 to identify workpieces 8th in connection with a laser cutting machine 1 This method can also be used in other machining processes, for example in the welding machining of a workpiece 8th with the help of a processing machine designed for this purpose 1 , for example in the form of a laser welding machine, a processing machine for forming the workpiece 8th Etc.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102017202628 A1 [0003]DE 102017202628 A1 [0003]
  • DE 102017202629 A1 [0004]DE 102017202629 A1 [0004]
  • DE 102017202630 A1 [0005]DE 102017202630 A1 [0005]
  • EP 2875932 A1 [0006]EP 2875932 A1 [0006]
  • DE 102005022095 A1 [0007, 0010, 0018, 0021]DE 102005022095 A1 [0007, 0010, 0018, 0021]

Claims (13)

Verfahren zum Identifizieren eines bevorzugt plattenförmigen Werkstücks (8), insbesondere eines Blechs, umfassend: Beleuchten eines Identifikationsbereichs (26) an einer Oberfläche (8a) des Werkstücks (8) mit Beleuchtungsstrahlung (22), Aufnehmen eines Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26), welches ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster (RI) von an dem Identifikationsbereich (26) reflektierter Beleuchtungsstrahlung (22) enthält, sowie Identifizieren des Werkstücks (8) durch Vergleichen des aufgenommen Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26) mit mindestens einem einer Mehrzahl von in einer Speichereinrichtung (33) gespeicherten Bildern (BR1, BR2, ...) eines zumindest teilweise mit dem Identifikationsbereich (26) überlappenden Referenzbereichs (32), die jeweils ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster (R1, R2,...) enthalten und die an den Oberflächen (8a) einer Mehrzahl von Werkstücken (8) aufgenommen wurden.A method for identifying a preferably plate-shaped workpiece (8), in particular a sheet metal, comprising: illuminating an identification area (26) on a surface (8a) of the workpiece (8) with illuminating radiation (22), recording an image (B1) of the identification area (26 ), which contains a workpiece-specific reflection pattern (RI) of illumination radiation (22) reflected on the identification area (26), and identifying the workpiece (8) by comparing the recorded image (B1) of the identification area (26) with at least one of a plurality of in a memory device (33) stored images (BR 1 , BR 2 , ...) of an at least partially overlapping with the identification area (26) reference area (32), each containing a workpiece-specific reflection pattern (R 1 , R 2 , ...) and which have been received on the surfaces (8a) of a plurality of workpieces (8). Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Beleuchten des Referenzbereichs (32) an der Oberfläche (8a) eines jeweiligen Werkstücks (8) mit Beleuchtungsstrahlung (22), Aufnehmen eines Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32), welches das werkstückspezifische Reflexionsmuster (R1, R2, ...) von an der Oberfläche (8a) des Werkstücks (8) reflektierter Beleuchtungsstrahlung (22) enthält, sowie Speichern des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) in der Speichereinrichtung (33).Procedure according to Claim 1 , further comprising: illuminating the reference area (32) on the surface (8a) of a respective workpiece (8) with illuminating radiation (22), taking an image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32), which the contains workpiece-specific reflection patterns (R 1 , R 2 , ...) of illuminating radiation (22) reflected on the surface (8a) of the workpiece (8), as well as storing the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area ( 32) in the storage device (33). Verfahren nach Anspruch 2, bei dem beim Beleuchten des Referenzbereichs (32) und/oder des Identifikationsbereichs (26) eine Beleuchtungsleistung (PB) der Beleuchtungsstrahlung (22) eingestellt oder geregelt wird.Procedure according to Claim 2 , in which an illuminating power (P B ) of the illuminating radiation (22) is set or regulated when illuminating the reference region (32) and / or the identification region (26). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Beleuchten und das Aufnehmen des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) und das Beleuchten und das Aufnehmen des Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26) mit zwei unterschiedlichen Sensoreinrichtungen (20) erfolgt.Procedure according to Claim 2 or 3rd , in which the illumination and recording of the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32) and the illumination and recording of the image (B1) of the identification area (26) are carried out with two different sensor devices (20) . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Beleuchten und Aufnehmen des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) und/oder des Identifikationsbereichs (26) durch eine Bearbeitungsoptik, insbesondere durch eine Fokussieroptik (15), eines Bearbeitungskopfs (4) zum Bearbeiten des Werkstücks (8) mittels eines Bearbeitungsstrahls (6) hindurch erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the illumination and recording of the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32) and / or the identification area (26) by processing optics, in particular by focusing optics (15) , a processing head (4) for processing the workpiece (8) by means of a processing beam (6). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufnehmen des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) und/oder des Bildes (BI) des Identifikationsbereichs (26) mittels einer telezentrischen Abbildung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32) and / or the image (BI) of the identification area (26) is recorded by means of a telecentric image. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Vergleichen des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) und des Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26) ein Ähnlichkeitsmaß (A1, A2, ...) zwischen dem Bild (Bl) des Identifikationsbereichs (26) und dem Bild (BR1, BR2, ...) eines jeweiligen Referenzbereichs (32) bevorzugt durch einen Mustererkennungsalgorithmus bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, in which, when comparing the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32) and the image (B1) of the identification area (26), a similarity measure (A 1 , A 2,. ..) between the image (B1) of the identification area (26) and the image (BR 1 , BR 2 , ...) of a respective reference area (32) is preferably determined by a pattern recognition algorithm. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Werkstück (8) nur identifiziert wird, wenn das Ähnlichkeitsmaß (A1, A2, ...) einen Mindestwert (As) überschreitet.Procedure according to Claim 7 , in which the workpiece (8) is only identified if the similarity measure (A 1 , A 2 , ...) exceeds a minimum value (As). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Identifikationsbereich (26) größer gewählt wird als der Referenzbereich (32).Method according to one of the preceding claims, in which the identification area (26) is chosen to be larger than the reference area (32). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Vergleichen des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) mit dem Bild (Bl) des Identifikationsbereichs (26) eine Drehung und/oder eine laterale Verschiebung des Referenzbereichs (32) relativ zum Identifikationsbereich (26) und/oder eine unterschiedliche Vergrößerung des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) und des Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26) berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, in which when the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32) is compared with the image (B1) of the identification area (26), a rotation and / or a lateral displacement of the reference area (32) relative to the identification area (26) and / or a different enlargement of the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32) and the image (B1) of the identification area (26) is taken into account. System (34) zum Identifizieren eines Werkstücks (8), umfassend: mindestens eine Sensoreinrichtung (20) mit: einer Beleuchtungsquelle (21) zum Beleuchten eines Identifikationsbereichs (26) an einer Oberfläche (8a) des Werkstücks (8) mit Beleuchtungsstrahlung (22), sowie einem ortsauflösenden Detektor (25) zum Aufnehmen eines Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26), welches ein werkstückspezifisches Reflexionsmuster (RI) von an der Oberfläche (8a) des Werkstücks (8) reflektierter Beleuchtungsstrahlung (22) enthält, sowie eine Speichereinrichtung (33), in der eine Mehrzahl von Bildern (BR1, BR2, ...) von zumindest teilweise mit dem Identifikationsbereich (Bl) überlappenden, bevorzugt kleineren Referenzbereichen (32) von Oberflächen (8a) einer Mehrzahl von Werkstücken (8) gespeichert ist, die werkstückspezifische Reflexionsmuster (R1, R2, ...) enthalten, sowie eine Auswerteeinrichtung (31) zum Identifizieren des Werkstücks (8) durch Vergleichen des Reflexionsmusters (RI) des aufgenommenen Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26) mit mindestens einem der Mehrzahl von Bildern (BR1, BR2, ...) des jeweiligen Referenzbereichs (32).System (34) for identifying a workpiece (8), comprising: at least one sensor device (20) with: an illumination source (21) for illuminating an identification area (26) on a surface (8a) of the workpiece (8) with illumination radiation (22) , and a spatially resolving detector (25) for recording an image (B1) of the identification area (26), which contains a workpiece-specific reflection pattern (RI) of illumination radiation (22) reflected on the surface (8a) of the workpiece (8), and a storage device (33), in which a plurality of images (BR 1 , BR 2 , ...) of at least partially overlapping with the identification area (Bl), preferably smaller reference areas (32) of surfaces (8a) of a plurality of workpieces (8) is stored, which contain workpiece-specific reflection patterns (R 1 , R 2 , ...), and an evaluation device (31) for identifying the workpiece (8) by comparing the reflection pattern rs (RI) of the recorded image (B1) of the identification area (26) with at least one of the plurality of images (BR 1 , BR 2 , ...) of the respective reference area (32). System nach Anspruch 11, bei dem die Sensoreinrichtung (20) ausgebildet ist, das Beleuchten des Identifikationsbereichs (32) an der Oberfläche (8a) des Werkstücks (8) und das Aufnehmen des Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (32) durch eine Bearbeitungsoptik, insbesondere durch eine Fokussieroptik (15), eines Bearbeitungskopfs (4) zum Bearbeiten des Werkstücks (8) mittels eines Bearbeitungsstrahls (6) hindurch vorzunehmen. System according to Claim 11 , in which the sensor device (20) is designed, the illumination of the identification area (32) on the surface (8a) of the workpiece (8) and the recording of the image (B1) of the identification area (32) by processing optics, in particular by focusing optics (15), a processing head (4) for processing the workpiece (8) by means of a processing beam (6). System nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Auswerteeinrichtung (31) ausgebildet ist, zum Vergleichen des Bildes (BR1, BR2, ...) des Referenzbereichs (32) und des Bildes (Bl) des Identifikationsbereichs (26) ein Ähnlichkeitsmaß (A1, A2, ...) zwischen dem Bild (Bl) des Identifikationsbereichs (26) und dem Bild (BR1, BR2, ...) eines jeweiligen Referenzbereichs (32) bevorzugt durch einen Mustererkennungsalgorithmus zu bestimmen.System according to Claim 11 or 12th , in which the evaluation device (31) is designed to compare the image (BR 1 , BR 2 , ...) of the reference area (32) and the image (B1) of the identification area (26) a similarity measure (A 1 , A 2 , ...) between the image (B1) of the identification area (26) and the image (BR 1 , BR 2 , ...) of a respective reference area (32) preferably to be determined by a pattern recognition algorithm.
DE102018217582.9A 2018-10-15 2018-10-15 Method and system for identifying a workpiece Pending DE102018217582A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018217582.9A DE102018217582A1 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Method and system for identifying a workpiece
PCT/EP2019/077777 WO2020078902A1 (en) 2018-10-15 2019-10-14 Method and system for identifying a workpiece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018217582.9A DE102018217582A1 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Method and system for identifying a workpiece

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018217582A1 true DE102018217582A1 (en) 2020-04-16

Family

ID=68392939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018217582.9A Pending DE102018217582A1 (en) 2018-10-15 2018-10-15 Method and system for identifying a workpiece

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018217582A1 (en)
WO (1) WO2020078902A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005022095A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for determining a lateral relative movement between a machining head and a workpiece
DE102007010516A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-18 Intego Gmbh Polycrystalline origin identification involves determining product image of product with comparison picture of comparison product in polycrystalline structure with help of image evaluation
AT509398A1 (en) * 2009-12-23 2011-08-15 Alicona Imaging Gmbh METHOD AND DEVICE FOR IDENTIFYING A WATER
EP2875932A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-27 SLM Solutions Group AG Method and apparatus for generating a work piece containing an information code
DE102014212682A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method and device for determining a type of material and / or a surface finish of a workpiece
DE102017202629A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method for coding a plate-like workpiece, method for identifying a plate-like workpiece, coding system
DE102017202630A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Processing machine and machine method for processing plate-like workpieces
DE102017202628A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method for coding a plate-like workpiece, method for identifying a plate-like workpiece, radiation processing device and coding system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4982493B2 (en) * 2005-09-13 2012-07-25 スレッテモエン,グドムン Optomechanical position measuring instrument

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005022095A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for determining a lateral relative movement between a machining head and a workpiece
DE102007010516A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-18 Intego Gmbh Polycrystalline origin identification involves determining product image of product with comparison picture of comparison product in polycrystalline structure with help of image evaluation
AT509398A1 (en) * 2009-12-23 2011-08-15 Alicona Imaging Gmbh METHOD AND DEVICE FOR IDENTIFYING A WATER
EP2875932A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-27 SLM Solutions Group AG Method and apparatus for generating a work piece containing an information code
DE102014212682A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method and device for determining a type of material and / or a surface finish of a workpiece
DE102017202629A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method for coding a plate-like workpiece, method for identifying a plate-like workpiece, coding system
DE102017202630A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Processing machine and machine method for processing plate-like workpieces
DE102017202628A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Method for coding a plate-like workpiece, method for identifying a plate-like workpiece, radiation processing device and coding system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020078902A1 (en) 2020-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3532238B1 (en) Deflection unit comprising two windows, an optical element and an xy-deflection device
DE102008011057B4 (en) Measuring device for a workpiece held on a clamping table and a laser processing machine
EP3164695B1 (en) Method and device for determining a material type and/or surface characteristics of a workpiece
EP1904260B1 (en) Method and device for determining the lateral relative displacement between a processing head and a workpiece
DE102008004438A1 (en) Measuring device for workpiece held by chuck and laser beam processing device
EP3664961A1 (en) Creating a digital twin in a processing centre
EP3525975A1 (en) Method and device for determining and regulating a focal position of a machining beam
EP3102361B1 (en) Method for identifying an edge contour of an opening on a machining head, and machining tool
EP0173849A2 (en) Laser lithography
DE69104968T2 (en) Method and device for laser processing.
EP3372338A1 (en) Processing device for a dental workpiece
DE102018217940A1 (en) Method and processing machine for processing a workpiece
WO2012013818A1 (en) Method and device for calibrating a laser processing machine using a laser light sensor
DE102014203645A1 (en) Method and apparatus for optically determining a distance
WO1989008836A1 (en) Process for detecting faulty areas on pressed parts or other workpieces, and device for implementing the process
DE102018217526A1 (en) Method for determining a parameter of a machining process and machine tool
DE102020121446A1 (en) Workpiece processing system and method for operating a workpiece processing system
EP1287496B1 (en) Device for verifying documents
EP0708325A1 (en) Method and device for the inspection of objects, especially bottles
DE10037783A1 (en) Method for correction of scanning microscope images, by processing of beam position signals originating from beam deflectors together with detection signals arising from signals caused by light that has come from the object
EP3655175B1 (en) Method for operating a processing installation with a movable punch
DE102018217919A1 (en) Method for determining a corrected processing head position and processing machine
DE102018217582A1 (en) Method and system for identifying a workpiece
DE202020101810U1 (en) Device for determining an actual state of support strips of a workpiece support and machine tool with such a device
EP3610314A1 (en) Light sheet microscope

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: KUEMMEL, FELIX, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: KUEMMEL, FELIX, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TRUMPF WERKZEUGMASCHINEN SE + CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: TRUMPF WERKZEUGMASCHINEN GMBH + CO. KG, 71254 DITZINGEN, DE