DE19521514C1

DE19521514C1 - Cutting pieces from flat material, esp. leather, useful in upholstery skin and defect measurement process

Info

Publication number: DE19521514C1
Application number: DE19521514A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Jung
Original assignee: Bullmer Spezialmaschinen GmbH
Current assignee: BULLMER GMBH, DE
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2015-06-14

Abstract

Cutting of parts of several flat materials having varying shapes and sizes, esp. leather skins, to required dimensions comprises: (a) placing the individual material (2) on a lay-out table (1); (b) registering the material orientation and dimensions using \- 1 reference points (Ri, U) on the material (2); (c) measuring the position (FL1) of material defects (21-24) and registering with reference to the (Ri, U) points; (d) laying the material out on a cutting bench (10); (d) projecting the patterns (Ri', U') which are to be cut from the material (2) onto the bench (10); (e) adjusting the position of the material on the cutting bench to match the recorded reference points (Ri', U') and defects with the actual shapes (Ri, U); and (f) cutting the required shapes (30-33) from the material (2) taking into account the recorded and stored positional defect information. Also claimed is the appts. for the above process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden von Teilen aus mehreren Werkstücken unterschiedlicher Formen und Größen, die aus einem Flachmaterial, insbesondere Naturhäuten, bestehen und eine Schneidevorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren findet zum Beispiel Anwendung bei der Herstellung von Polsterbezügen aus Leder und anderen Naturhäuten.The invention relates to a method for cutting parts from several Workpieces of different shapes and sizes made from a flat material, in particular natural skins, and a cutting device for performing this procedure. The method according to the invention is used, for example in the manufacture of upholstery covers made of leather and other natural skins.

Beim Schneiden von Konfektionsteilen aus Naturhäuten stellt sich das grundsätzliche Problem, daß die Formen und Größen der einzelnen Werkstücke erhebliche Unterschiede aufweisen. Ferner sind an der Oberfläche der Werkstücke (Häute) verschiedene Fehlerstellen vorhanden, die bei jedem Werkstück eine unterschiedliche Lage einnehmen und eine variierende Ausdehnung besitzen. Um bei diesen Gegebenheiten dennoch eine wirtschaftlich vertretbare Ausbeutung der Häute zu gewährleisten, ist es üblich, zunächst die Umrißkonturen mehrerer Werkstücke und die auf der Oberfläche der Werkstücke befindlichen Fehlersteilen zu erfassen und anschließend eine Optimierung der Anordnung der aus den Werkstücken auszuschneidenden Teile über eine größere Allzahl von Werkstücken hinweg vorzunehmen.This is fundamental when cutting ready-made parts from natural skins Problem that the shapes and sizes of the individual workpieces are considerable Have differences. Furthermore, on the surface of the workpieces (skins) Different defects exist, which are different for each workpiece Take position and have a varying extent. To be with these Nevertheless, there is an economically justifiable exploitation of the skins ensure, it is common to first outline the contours of several workpieces and the to detect defects on the surface of the workpieces and then an optimization of the arrangement of the workpieces parts to be cut across a larger number of workpieces to make.

Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel aus der DE 41 11 304 A1 bekannt. Auf einem Digitalisiertisch wird eine größere Anzahl von zu bearbeitenden Werkstücken hinsichtlich ihrer Umrißkontur und der auf ihrer Oberfläche vorhandenen Fehlerstellen in digitaler Form erfaßt. Die erfaßten Werkstücke können in einem Lagercontainer zwischengespeichert werden und über ein elektronisches Speichersystem einzeln abgerufen werden, um auf einem Schneidetisch in die gewünschten Konfektionsteile zerschnitten zu werden. Hierbei stellt sich jedoch das Problem, daß die Häute relativ flexibel und elastisch sind. Es ist daher zu erwarten, daß ohne die Vorsehung besonderer Maßnahmen die Gestalt der auf dem Schneidetisch aufgelegten Haut von der Gestalt, die sie beim Auflegen auf den Digitalisiertisch eingenommen hat, erheblich abweicht. Daher ist die auf dem Digitalisiertisch erfaßte Kontur der Werkstücke und die Lage der Fehlerstellen auf dem Schneidetisch nicht ohne weiteres reproduzierbar. Such a method is known for example from DE 41 11 304 A1. On one A large number of workpieces to be machined are digitized with regard to their outline contour and the defects on their surface recorded in digital form. The captured workpieces can be stored in a storage container be cached and individually via an electronic storage system can be accessed on a cutting table in the desired ready-made parts to be cut up. However, this poses the problem that the skins are relative are flexible and elastic. It is therefore expected that without Providence special measures the shape of the skin on the cutting table from the Shape, which she took when laying on the digitizing table, considerably deviates. Therefore, the contour of the workpieces recorded on the digitizing table and the The location of the defects on the cutting table is not easily reproducible.

Um diesem Problem zu begegnen, wird in der DE 41 11 304 A1 vorgeschlagen, die Oberseite der Häute auf dem Digitalisiertisch entweder mit unelastischen Bändern oder einer unelastischen Kunststoffolie zu überziehen, die sowohl auf dem Digitalisiertisch als auch auf dem Schneidetisch durch randseitig vorgesehene Stifte fixiert werden. Diese Vorgehensweise ist jedoch nachteilig, da sie mehrere zusätzliche Verfahrensschritte erfordert und daher unrationell ist und darüberhinaus die unelastischen Bänder bzw. Folien nur bedingt wiederverwertet werden können.In order to counter this problem, DE 41 11 304 A1 proposes that Top of the skins on the digitizing table either with inelastic bands or to cover an inelastic plastic film, both on the digitizing table as well as on the cutting table by pins provided on the edge. However, this approach is disadvantageous because it involves several additional ones Process steps required and is therefore inefficient and beyond that inelastic tapes or foils can only be recycled to a limited extent.

Aus der DE-PS 36 27 110 ist eine Projektion von Schablonen bekannt, die die Lage und Kontur der auszuschneidenden Teile wiedergibt und daher eine gewisse Optimierung in Bezug auf die Fehlerstellen der zu verarbeitenden Werkstücke erlaubt. Bei der in der DE-PS 36 27 110 vorgeschlagenen Vorgehensweise verbleibt das jeweilige Werkstück jedoch nach der Optimierung der Anordnung der auszuschneidenden Teile bis zum Abschluß des Schneideverfahrens auf dem Schneidetisch fixiert, um die vorbeschriebenen Schwierigkeiten beim Wiederauflegen der Werkstücke von vorneherein auszuschließen. Dadurch ist jedoch eine Optimierung der Anordnung der auszuschneidenden Teile über mehrere Werkstücke hinweg unmöglich.From DE-PS 36 27 110 a projection of templates is known, the location and Contour of the parts to be cut out and therefore a certain optimization in Permitted with regard to the defects of the workpieces to be processed. At the in the DE-PS 36 27 110 proposed procedure remains the respective workpiece however after optimizing the arrangement of the parts to be cut out by Completion of the cutting process fixed on the cutting table to the above-described difficulties in reloading the workpieces from to exclude in advance. However, this optimizes the arrangement of the impossible to cut out parts across several workpieces.

Ausgehend von der DE 41 11 304 A1 liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schneiden von Teilen aus mehreren Werkstücken und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, daß ohne die Verwendung von Fixierstoffen zum Fixieren der Kontur der Werkstücke auskommt.Starting from DE 41 11 304 A1, the present invention is therefore the Task based on a method for cutting parts from several Workpieces and an apparatus for performing this method indicate that without the use of fixatives to fix the contour of the workpieces gets along.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruches 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruches 15 gelöst.The object is achieved with respect to the method by the features of claim 1 and solved with respect to the device by the features of claim 15.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß beim Erfassen und Speichern der Fehlerstellen gleichzeitig zumindest eine Referenzstruktur erfaßt und gespeichert wird, die beim Auflegen desselben Werkstücks auf den Schneidetisch projiziert wird und somit ein relativ exaktes Ausrichten des Werkstück entsprechend der Gestalt, die das Werkstück auf dem Erfassungstisch einnahm, ermöglicht.The invention is based on the idea that when recording and storing the Defects at the same time at least one reference structure is recorded and stored, which is projected onto the cutting table when the same workpiece is placed on it and thus a relatively exact alignment of the workpiece according to the shape that the Workpiece took on the acquisition table, allows.

Durch die erfindungsgemäße Projektion der Referenzstrukturen wird eine mechanische Fixierung der Werkstücke beim Zwischenlagern vermieden. Es werden daher zusätzliche Verfahrensschritte und Werkstoffe eingespart, so daß die Produktionskosten insgesamt verringert werden können.By the projection of the reference structures according to the invention, a mechanical Fixation of the workpieces during intermediate storage avoided. It will therefore additional process steps and materials saved, so that the production costs can be reduced overall.

Die Ansprüche 2 bis 14 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.Claims 2 to 14 contain advantageous developments of the invention Procedure.

Vorteilhaft kann als Referenzstruktur die Umrißkontur des betreffenden Werkstücks gemäß Anspruch 2 Verwendung finden. Das Erfassen der Umrißkontur der Werkstücke ist in der Regel ohnehin notwendig, um die Lage und Orientierung der auszuschneidenden Teile innerhalb dieser Umrißkontur in einem Optimierungsverfahren zu ermöglichen. Jedoch können nach den Ansprüchen 3 und 4 als Referenzstrukturen auch an der Oberfläche des Werkstücks künstlich kenntlich gemachte Referenzpunkte oder gar die Fehlerstellen auf der Oberfläche des Werkstücks verwendet werden.The outline contour of the workpiece in question can advantageously be used as a reference structure find use according to claim 2. Detection of the outline contour of the workpieces is usually necessary anyway to determine the location and orientation of the parts to be cut out within this contour in an optimization process to enable. However, according to claims 3 and 4 as reference structures also artificially identified reference points on the surface of the workpiece or even the flaws on the surface of the workpiece can be used.

Darüberhinaus werden gemäß Anspruch 5 nicht nur die Lage, sondern auch die Umrißkonturen der Fehlerstellen erfaßt und gespeichert, da die Ausdehnung der Fehlerstellen erheblichen Schwankungen unterworfen sein kann.In addition, not only the location, but also the Outline contours of the flaws recorded and saved because the extension of the Error points can be subject to considerable fluctuations.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann entsprechend Anspruch 6 für jede Fehlerstelle eine Fehlerklasse definiert werden, die als der Beeinträchtigung der Güte des Werkstücks an der jeweiligen Fehlersteile definiert ist. Diese Fehlerklassen können dann beim Ausschneiden der Teile aus dem Werkstück zusätzliche Informationen liefern und die Materialausnutzung weiter optimieren. Insbesondere kann für jedes auszuschneidende Teil eine Fehlerkennzeichnung definiert werden, die den Anforderungen an die Güte des betreffenden Teiles entspricht, wobei nach Anspruch 10 entsprechend der Fehlerkennzeichnung des Teils ein Bereich an zulässigen Fehlerklassen, der auf dem Teil nach dem Ausschneiden vorhandenen Fehlerstellen, festgelegt werden kann.According to an advantageous development of the invention can accordingly Claim 6 an error class can be defined for each fault location, which as the Impairment of the quality of the workpiece is defined on the respective defect parts. These error classes can then occur when the parts are cut out of the workpiece provide additional information and further optimize material utilization. In particular, an error identifier can be defined for each part to be cut that meet the requirements for the quality of the part in question, whereby according to claim 10 corresponding to the error marking of the part allowable defect classes that exist on the part after cutting Defects, can be determined.

Die bei der Erfassung der Werkstücke gewonnenen Daten hinsichtlich Umrißkonturen, Lage und ggfs. Umrißkonturen und Fehlerklassen der Fehlerstellen der Werkstücke können nach den Ansprüchen 11 und 12 auf einem Sichtgerät, insbesondere einem Monitor, graphisch dargestellt werden. Gleichzeitig können auch die Umrißkonturen der auszuschneidenden Teile auf demselben Sichtgerät dargestellt werden und die zugeordnete Fehlerkennzeichnung angegeben sein. Die verschiedenen Fehlerklassen und Fehlerkennzeichnung können z. B. in unterschiedlichen Farben wiedergegeben werden. Dies erleichtert die Optimierung der Anordnung und Orientierung der auszuschneidenden Teile auf der Oberfläche der erfaßten Werkstücke. Diese Optimierung kann an einem Computer durch den Benutzer interaktiv durchgeführt werden oder mittels entsprechender Algorithmen automatisch erfolgen, wobei das Ergebnis der Optimierung von dem Benutzer in graphisch aufbereiteter Form an dem Sichtgerät kontrolliert werden kann.The data obtained with the acquisition of the workpieces with regard to outline contours, Position and, if necessary, outline contours and defect classes of the defects of the workpieces can according to claims 11 and 12 on a viewing device, in particular a Monitor, can be displayed graphically. At the same time, the outline contours the parts to be cut are displayed on the same display device and the assigned error identification must be specified. The different error classes and Error labeling can e.g. B. can be reproduced in different colors. This facilitates the optimization of the arrangement and orientation of the parts to be cut on the surface of the detected workpieces. These Optimization can be done interactively on a computer by the user be done or automatically by means of appropriate algorithms, the Result of the optimization by the user in a graphically prepared form on the Viewing device can be checked.

Zur Transformation der gespeicherten Daten hinsichtlich der Umrißkonturen der Werkstücke und der Lage und Ausdehnung der Fehlerstellen in das Koordinatensystem des Schneidetisches muß die relative Lage der Werkstücke auf dem Schneidetisch erfaßt werden. Dies kann entsprechend Anspruch 14 dadurch geschehen, daß das Schneidewerkzeug zumindest zwei vorgegebene Referenzpunkte an dem Werkstück oder auf dem Schneidetisch anfährt, die einen Bezug zur Umrißkontur und den Fehlerstellen aufweisen.For the transformation of the stored data with regard to the outline contours of the Workpieces and the location and extent of the defects in the coordinate system of the cutting table, the relative position of the workpieces on the cutting table must be recorded will. This can be done according to claim 14 in that the Cutting tool at least two predetermined reference points on the workpiece or starts on the cutting table, which is related to the contour and the Show defects.

Die Vorrichtung nach Anspruch 15 zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren beinhaltet einen Erfassungstisch, einen Schneidetisch und einen Speicher zum Erfassen der von der Erfassungseinrichtung erfaßten Daten. Zusätzlich ist erfindungs wesentlich eine Projektionseinrichtung zum Projizieren der erfaßten und gespeicherten Referenzstrukturen auf den Schneidetischen vorgesehen.The device according to claim 15 for carrying out the invention The method includes an acquisition table, a cutting table and a memory for Acquisition of the data acquired by the acquisition device. In addition is fiction essentially a projection device for projecting the detected and stored Reference structures are provided on the cutting tables.

Die an dem Erfassungstisch vorgesehene Erfassungseinrichtung kann nach Anspruch 16 eine optische Abtasteinrichtung, insbesondere einen Laser-Scanner, eine elektronische Kamera z. B. CCD-Kamera oder eine sonstige als solche bekannte Digitalisiereinrichtung umfassen.The detection device provided on the detection table can be according to claim 16 an optical scanning device, in particular a laser scanner, an electronic one Camera z. B. CCD camera or another known as such Include digitizer.

Als Projektionseinrichtung kann nach Anspruch 17 ein elektrischer Projektor in Form eines lichtstarken Monitors mit entsprechender Projektionsoptik oder wiederum ein Laser-Projektor Verwendung finden.According to claim 17, an electrical projector in the form of a projection device can be used a bright monitor with appropriate projection optics or again Find a laser projector.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beispielhaft erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawing Exemplary embodiment explained. Show it:

Fig. 1 eine Schneidvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Schneideverfahrens, Fig. 1 shows a cutting device for carrying out the cutting method according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrenschritts des Erfassens von Referenzstrukturen, Fig. 2 is a schematic view illustrating the process step of detecting the reference structures,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläutertung des Verfahrenschritts des Erfassens von Fehlerstellen, Fig. 3 is a schematic diagram for Erläutertung the process step of detecting flaws

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrenschritts der Optimierung der Anordnung der auszuschneidenden Teile, Fig. 4 is a schematic view illustrating the process step of the optimization of the arrangement of the parts to be trimmed,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Übertragung der gespeicherten Daten in das Koordinatensystem des Schneidetisches, Fig. 5 is a schematic diagram for explaining the transfer of the stored data in the coordinate system of the cutting table,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ausdichtung der Werkstücke auf dem Schneidetisch, Fig. 6 is a schematic diagram for explaining the Ausdichtung of the work pieces on the cutting table,

Fig. 7 eine schematische Darstellung als Alternative zu Fig. 6. Fig. 7 is a schematic representation of an alternative to Fig. 6.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auf einem Erfassungstisch 1 ist ein zu erfassendes Werkstück 2, zum Beispiel eine Naturhaut, aufgelegt. Ein Laser-Scanner 3 leuchtet über einen Umlenkspiegel 4 die Oberfläche des Erfassungstisches 1 im Bereich des Werkstücks 2 vollständig aus. Der Laser-Scanner 3 liefert auf einer Datenleitung i Digitalisierungsdaten, die der Umrißkontur U des Werkstücks 2 und der Lage und Kontur der Fehlerstellen (vgl. Fig. 3) auf der Oberfläche des Werkstücks 2 entsprechen. Anstatt des Laser-Scanners 3 kann jedoch auch jede andere bekannte Digitalisierungseinrichtung, zum Beispiel eine elektronische Kamera oder ein Digitalisierungskopf mit Fotodetektoren, der rasterartig über die Oberfläche des Erfassungstisches 1 bewegt wird, verwendet werden. Die digitalen Daten des Laser-Scanners 3 oder der sonstigen Digitalisierungseinrichtung werden über die Datenleitung 5 einem Computer 6 zugeführt und dort gespeichert. In dem Speicher des Computers 6 können darüberhinaus die Umrißkonturen der aus den Werkstücken 2 auszuschneidenden Teile gespeichert sein, so daß im Computer 6 eine Optimierung der Anordnung der auszuschneidenden Teile bezüglich der Umrißkontur U der Werkstücke 2 erfolgen kann, was weiter unten noch detaillierter beschrieben wird. Der Computer 6 verfügt desweiteren in üblicher Weise über ein Sichtgerät 7, insbesondere einen Monitor, und eine Tastatur 8 oder sonstige Mittel zur interaktiven Kommunikation. Fig. 1 shows the basic structure of an apparatus for carrying out the method according to the invention. A workpiece 2 to be detected, for example a natural skin, is placed on a detection table 1 . A laser scanner 3 completely illuminates the surface of the detection table 1 in the region of the workpiece 2 via a deflection mirror 4 . The laser scanner 3 supplies digitization data on a data line i, which correspond to the outline contour U of the workpiece 2 and the position and contour of the defects (see FIG. 3) on the surface of the workpiece 2 . Instead of the laser scanner 3 , however, any other known digitizing device, for example an electronic camera or a digitizing head with photo detectors, which is moved in a grid-like manner over the surface of the detection table 1 , can be used. The digital data of the laser scanner 3 or the other digitizing device are fed to a computer 6 via the data line 5 and stored there. In addition, the outline contours of the parts to be cut out of the workpieces 2 can be stored in the memory of the computer 6 , so that the arrangement of the parts to be cut out can be optimized in the computer 6 with respect to the outline contour U of the workpieces 2 , which will be described in more detail below. The computer 6 also has a display device 7 , in particular a monitor, and a keyboard 8 or other means for interactive communication in the usual way.

Sobald ein bestimmtes Werkstück 2 auf dem Erfassungstisch 1 erfaßt wurde, kann dieses vom Erfassungstisch 1 abgenommen und zusammengelegt oder auf Papprollen oder dergleichen zusammengerollt werden. Die zusammengerollten Werkstücke 2a können in einem Lagercontainer 9 aufbewahrt werden, bis sie zur Auflage auf dem Schneidetisch 10 aufgerufen werden. Die Werkstücke 2 können vorher mit einer identifizierenden Kennnummer gekennzeichnet werden. Selbstverständlich kann das Aufnehmen vom Erfassungstisch 1, das Zusammenfalten oder Zusammenrollen, Zwischenlagern und Wiederauflegen auf den Schneidetisch auch vollautomatisch mit entsprechenden Greif-, Roboter- und Fördereinrichtungen erfolgen. Darüberhinaus können auch mehrere Erfassungstische 1 und/oder Schneidetische 10 vorgesehen sein.Once a particular workpiece is detected on the scanning table 1 2, this can be removed and folded or the scanning table 1 like are curled up on cardboard tubes or the like. The rolled-up workpieces 2 a can be stored in a storage container 9 until they are called up to rest on the cutting table 10 . The workpieces 2 can be identified beforehand with an identifying identification number. Of course, the pick-up from the recording table 1 , the folding or rolling together, intermediate storage and re-placing on the cutting table can also take place fully automatically with corresponding gripping, robotic and conveying devices. In addition, a plurality of detection tables 1 and / or cutting tables 10 can also be provided.

An dem Schneidetisch 10 ist ein Schneidewerkzeug 14 in bekannter Weise in zwei Koordinatenrichtungen bewegbar angeordnet. Über dem Schneidetisch 10 ist eine Projektionseinrichtung 11 in Form eines Laser-Scanners oder eines lichtstarken, elektrischen Projektors angeordnet, die über einen Umlenkspiegel 12 vorgegebene Muster auf die Oberfläche des Schneidetisches 10 projiziert. Die projizierten Muster entsprechen vorgegebenen Graphikdaten, die die Projektionseinrichtung 11 über eine Datenleitung 13 von dem Computer 6 empfängt. Die Projektion von Referenzmustern mittels der Projektionseinrichtung 11 ermöglicht das Ausrichten des Werkstücks 2 auf dem Schneidetisch 10 entsprechend einer Gestalt, in der das Werkstück 2 auf dem Erfassungstisch 1 auflag. Dadurch wird die Form und Lage des Werkstücks auf dem Schneidetisch präzise reproduziert und Verzeichnungsfehler aufgrund von gegenüber der Auflage auf dem Erfassungstisch 1 abweichenden Dehnungen des Werkstücks vermieden.On the cutting table 10 , a cutting tool 14 is arranged to be movable in two coordinate directions in a known manner. Above the cutting table 10 there is a projection device 11 in the form of a laser scanner or a light-intensive, electrical projector, which projects predetermined patterns onto the surface of the cutting table 10 via a deflection mirror 12 . The projected patterns correspond to predetermined graphic data which the projection device 11 receives from the computer 6 via a data line 13 . The projection of reference patterns by means of the projection device 11 enables the workpiece 2 to be aligned on the cutting table 10 in accordance with a shape in which the workpiece 2 rested on the detection table 1 . As a result, the shape and position of the workpiece on the cutting table is reproduced precisely and distortion errors due to expansion of the workpiece differing from the support on the recording table 1 are avoided.

Fig. 2 veranschaulicht das erfindungsgemäße Erfassen von Referenzstrukturen bei der Auflage des Werkstücks 2 auf dem Erfassungstisch 1. Als Referenzstruktur kann in einfacher und zugleich besonders vorteilhafter Weise die Umrißkontur U des Werkstücks oder Teilabschnitte der Umrißkontur genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich können auf der Oberfläche des Werkstücks 2 auch Referenzpunkte R₁, R₂, R₃, . . . , die allgemein mit R_i bezeichnet sind, zum Beispiel mittels eines Farbstifts vorzugsweise in der Randzone des Werkstücks 2 angebracht werden. Die geometrische Lage der Referenzpunkte R_i oder der einzelnen Punkte der Umrißkontur U werden von dem Laser-Scanner 3 in ihren Koordinaten bezüglich eines vorgegebenen Koordinatensystems x′y′ erfaßt. Dies ist für den Referenzpunkt R₁ durch den Vektor VR₁ veranschaulicht. Fig. 2 detecting the invention illustrated by reference structures for the support of the workpiece 2 on the detection stage 1. The outline contour U of the workpiece or partial sections of the outline contour can be used as a reference structure in a simple and particularly advantageous manner. Alternatively or additionally, on the surface of the workpiece 2 also reference points R₁, R₂, R₃,. . . , which are generally denoted by R _i , for example by means of a colored pencil, preferably in the edge zone of the workpiece 2 . The geometric position of the reference points R _i or the individual points of the contour U are detected by the laser scanner 3 in their coordinates with respect to a predetermined coordinate system x'y '. This is illustrated for the reference point R 1 by the vector VR 1.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird in gleicher Weise die Lage FL₁, FL₂, FL₃, FL₄ der Fehlerstellen 21-24 zusammen mit den zugehörigen Umrißkonturen FU₁, FU₂, FU₃, FU₄ der Fehlerstellen 21-24 durch den Laser-Scanner 3 erfaßt. Dies wird durch einen abweichenden Reflexionsgrad der Oberfläche der Fehlerstellen 21-24 gegenüber der fehlerfreien Oberfläche ermöglicht. Die zu erfassenden Geometriepunkte werden in dem gleichen Koordinatensystem x′y′ erfaßt, was für die Lage der Fehlerstelle 21 durch den Vektor VFL₁ veranschaulicht ist. As shown in Fig. 3, the position FL₁, FL₂, FL₃, FL₄ of the fault locations 21-24 together with the associated outline contours FU₁, FU₂, FU₃, FU₄ of the fault locations 21-24 is detected by the laser scanner 3 in the same way. This is made possible by a different degree of reflection of the surface of the flaws 21-24 compared to the flawless surface. The geometry points to be detected are recorded in the same coordinate system x'y ', which is illustrated for the location of the error point 21 by the vector VFL₁.

Die vorstehend erläuterte Erfassung wird für eine möglichst große Anzahl von Werkstücken 2, die jeweils eine andere Form und Größe aufweisen, nacheinander oder parallel auf mehreren Erfassungstischen durchgeführt.The detection described above is carried out in succession or in parallel on a plurality of detection tables for the largest possible number of workpieces 2 , each having a different shape and size.

Anschließend kann die Anordnung der auszuschneidenden Teile auf der Oberfläche der Werkstücke 2 optimiert werden. In Fig. 4 ist die Bildfläche des Sichtgerätes 7 dargestellt, auf welcher die Oberfläche eines Werkstücks 2 mit den Konturen der Fehlerstellen 21-24 wiedergegeben ist. Gleichzeitig sind die Umrißkonturen einiger auszuschneidender Teile 30-33 auf dem Sichtgerät 7 dargestellt. Ein Benutzer kann nun entweder interaktiv die auszuschneidenden Teile 30-33 innerhalb der Konturlinie U des Werkstücks 2 geeignet anordnen ("Nesting") oder die Anordnung wird durch einen entsprechenden Optimierungsalgorithmus des Computers 6 durchgeführt und das Ergebnis der Optimierung wird auf dem Sichtgerät 7 dargestellt. Je nach Anforderung an die Güte der auszuschneidenden Teile 30-33 und die Ausnutzung des Werkstücks 2 kann dabei unterschiedlich vorgegangen werden:The arrangement of the parts to be cut out on the surface of the workpieces 2 can then be optimized. FIG. 4 shows the image area of the viewing device 7 on which the surface of a workpiece 2 is shown with the contours of the defects 21-24 . At the same time, the outline contours of some parts 30-33 to be cut out are shown on the viewing device 7 . A user can now either interactively arrange the parts 30-33 to be cut out within the contour line U of the workpiece 2 (“nesting”) or the arrangement is carried out by means of a corresponding optimization algorithm of the computer 6 and the result of the optimization is displayed on the display device 7 . Depending on the requirements for the quality of the parts 30-33 to be cut out and the utilization of the workpiece 2 , different procedures can be used:

Die auszuschneidenden Teile 30 bis 33 können entweder so angeordnet werden daß sie mit den Konturlinien der Fehlerstellen 21-24 an keiner Stelle überlappen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die auszuschneidenden Teile 30 bis 33 durch die Fehlerstellen 21-24 in keinster Weise beeinträchtigt werden.The parts 30 to 33 to be cut out can either be arranged so that they do not overlap with the contour lines of the defects 21-24 at any point. In this way it is ensured that the parts 30 to 33 to be cut out are in no way impaired by the defects 21-24 .

Es ist jedoch auch möglich, bereits bei der Erfassung die einzelnen Fehlerstellen 21-24 in unterschiedliche Fehlerklassen zu klassifizieren, die der Beeinträchtigung der Güte des betreffenden Werkstücks an der jeweiligen Fehlerstelle entsprechen. Die auszuschneidenden Teile 30-33 können mit unterschiedlichen Fehlerkennzeichnungen in dem Computer 6 abgespeichert werden, wobei die Fehlerkennzeichnung eines Teiles der Anforderung an die Güte des betreffenden Teiles entspricht. So können sich beispielsweise bei Polsterbezugs-Teilen an unmittelbaren Sichtflächen andere Qualitätsforderungen ergeben, als an Positionen, die an Randseiten, Unterseiten, Falten, ect. verdeckt sind. An derartigen Stellen können geringfügige Fehler durchaus hinnehmbar sein. Dies kann zur Erhöhung der Materialausbeute bei dem Optimierungsprozeß berücksichtigt werden, indem für eine gegebene Fehlerkennzeichnung eines auszuschneidenden Teiles 30 ein Bereich an Fehlerklassen der Fehlerstellen 21 des Werkstücks 2 vorgegeben wird, der für das betreffende auszuschneidende Teil akzeptabel ist. Daher überlappt in Fig. 4 beispielsweise das ausschneidende Teil 30 in der eingezeichneten Position innerhalb der Umrißkontur U des Werkstücks 2 mit der Umrißkontur der Fehlerstelle 21.However, it is also possible to classify the individual defect locations 21-24 into different defect classes that correspond to the impairment of the quality of the workpiece in question at the respective defect location. The parts 30-33 to be cut out can be stored in the computer 6 with different error labels, the error label of a part corresponding to the quality requirements of the part in question. For example, upholstery cover parts may have different quality requirements on immediate visible surfaces than on positions on the edges, undersides, folds, ect. are covered. Minor errors can be tolerated at such points. This can be taken into account in the optimization process in order to increase the material yield, in that for a given error identification of a part 30 to be cut out, a range of error classes of the fault locations 21 of the workpiece 2 is specified which is acceptable for the part to be cut out. Therefore, in FIG. 4, for example, the cutting-out part 30 overlaps with the outline contour of the defect location 21 within the outline contour U of the workpiece 2 in the position shown.

Bei dem Optimierungsprozeß werden die auszuschneidenden Teile 30-33 in einer Häufigkeitsrelation verwendet, die dem tatsächlichen Bedarf der Teile entspricht. Daher ist es besonders vorteilhaft und erwünscht, wenn die Optimierung auf der Grundlage möglichst vieler erfaßter und digitalisierter Werkstücke 2, die in dem Lagercontainer 9 zwischengelagert sind, erfolgen kann.In the optimization process, the parts 30-33 to be cut are used in a frequency relation that corresponds to the actual needs of the parts. It is therefore particularly advantageous and desirable if the optimization can be carried out on the basis of as many captured and digitized workpieces 2 as possible, which are temporarily stored in the storage container 9 .

Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen das Wiederauflegen eines Werkstücks 2 auf dem Schneidetisch 10. Das Werkstück 2 wird zunächst in beliebiger Form auf der
Oberfläche des Schneidetischs 10 ausgebreitet. Sodann projiziert die Projektionseinrichtung 11 ein Abbild U′ der bei Auflage auf dem Erfassungstisch 1 erfaßten Umrißkontur des Werkstücks 2. Nachfolgend wird durch Ausrichten des Werkstücks 2 die tatsächliche Umrißkontur U in Übereinstimmung mit der projizierten Umrißkontur U′ gebracht. Dies kann entweder manuell oder in Verbindung mit einem geeigneten Algorithmus auch maschinell erfolgen. FIGS. 6 and 7 illustrate the re-placing a workpiece 2 on the cutting table 10. The workpiece 2 is first in any shape on the
Spread surface of the cutting table 10 . Then projects the projecting device 11 an image U 'of the detected at rest on the scanning table 1 outer contour of the workpiece. 2 Subsequently, by aligning the workpiece 2, the actual outline contour U is brought into agreement with the projected outline contour U '. This can be done either manually or in connection with a suitable algorithm.

Fig. 7 zeigt ein alternatives Vorgehen bei diesem Verfahrensschritt unter Verwendung der vorstehend beschriebenen auf der Oberfläche des Werkstücks 2 aufgebrachten Referenzpunkte R_i. Das Ausrichten des Werkstücks 2 erfolgt wiederum so, daß sämtliche oder zumindest möglichst viele Referenzpunkte R₁, R₂, R₃, R₄, . . . R_i in Übereinstimmung mit der Projektion der projizierten Referenzpunkte R₁′, R₂′, R₃′, R₄′, . . . R_i′ gebracht werden. Die Position der projizierten Referenzpunkte R_i′ stimmt mit der jeweils erfaßten Position der Referenzpunkte bei Auflage auf dem Erfassungstisch 1 überein. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Gestalt der Werkstücke 2 exakt reproduziert wird und somit auch die Lage der Fehlerstellen 21-24 in ihrer Lage bezüglich der Umrißkontur U des Werkstücks 2 exakt mit der Lage übereinstimmen, die sie bezüglich der Umrißkontur U auf dem Erfassungstisch 1 eingenommen haben. Dies ermöglicht eine relativ hohe Ausbeute beim Ausschneiden der Teile 30-33, da um die Fehlerstellen 21-24 kein Sicherheitsabstand aufgrund einer Ungewißheit der Position dieser Fehlerstellen eingehalten werden muß. FIG. 7 shows an alternative procedure in this method step using the reference points R _i applied to the surface of the workpiece 2 described above. The alignment of the workpiece 2 is in turn so that all or at least as many reference points R₁, R₂, R₃, R₄,. . . R _i in accordance with the projection of the projected reference points R₁ ', R₂', R₃ ', R₄',. . . R _i 'are brought. The position of the projected reference points R _i 'coincides with the respectively detected position of the reference points when placed on the detection table 1 . In this way it is ensured that the shape of the workpieces 2 is exactly reproduced and thus also the position of the flaws 21-24 in their position with respect to the outline contour U of the workpiece 2 exactly match the position they have with respect to the outline contour U on the detection table Have taken 1 . This enables a relatively high yield when cutting out the parts 30-33 , since there is no need to maintain a safety margin around the defects 21-24 due to an uncertainty in the position of these defects.

Nach der anhand der Fig. 6 und 7 beschriebenen Ausrichtung der Werkstücke 2 müssen die in dem Koordinatensystem x′y′ gespeicherten Koordinaten der Umrißkontur U, der Fehlerstellen 21-24 und der auszuschneidenden Teile 30-33 noch in das Koordinatensystem xy des Schneidetisches 10 transferiert werden. Dies wird in Fig. 5 veranschaulicht. Die Koordinaten des auszuschneidenden Teils 32 im Koordinatensystem x′y′ sind in Fig. 5 durch den Vektor VT dargestellt.After the alignment of the workpieces 2 described with reference to FIGS . 6 and 7, the coordinates of the outline contour U, the flaws 21-24 and the parts 30-33 stored in the coordinate system x'y 'must still be transferred into the coordinate system xy of the cutting table 10 become. This is illustrated in Figure 5. The coordinates of the part 32 to be cut in the coordinate system x'y 'are shown in Fig. 5 by the vector VT.

Dies kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß das Schneidewerkzeug 14 an zumindest zwei Referenzpunkte (R₁, R₁₀ in Fig. 5) geführt wird, dessen Koordinaten sowohl im Koordinatensystem x′y′ als auch im Koordinatensystem xy bekannt sind. Sodann können die Koordinaten der übrigen Geometriepunkte in einfacher Weise umgerechnet werden und stehen im Koordinatensystem xy des Schneidetisches 10 zur Verfügung.This can be done in a simple manner in that the cutting tool 14 is guided at at least two reference points (R₁, R₁₀ in Fig. 5), the coordinates of which are known both in the coordinate system x'y 'and in the coordinate system xy. The coordinates of the other geometry points can then be converted in a simple manner and are available in the coordinate system xy of the cutting table 10 .

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher ein rationelles Wieder-Ausrichten der zu schneidenden Werkstücke 2 auf dem Schneidetisch 10 und kommt ohne zusätzliche mechanische Fixierungsmittel für die Werkstücke 2 bei der Zwischenlagerung aus.The method according to the invention therefore enables rational re-alignment of the workpieces 2 to be cut on the cutting table 10 and does not require any additional mechanical fixing means for the workpieces 2 during the intermediate storage.

Claims

1. Method for cutting parts ( 30-33 ) from several workpieces ( 2 ) of different shapes and sizes, which consist of a flat material, in particular natural skins,
with the following process steps:

- placing each workpiece ( 2 ) on a recording table ( 1 ),
- detecting and storing the position of at least one reference structure (R _i , U) on the surface of the workpiece ( 2 ) placed on it,
- Detection and storage of the position (FL _i ) and the extent of defects ( 21-24 ) on the surface of the workpiece ( 2 ),
- placing each workpiece ( 2 ) on a cutting table ( 10 ),
Projecting the reference structures (R _i ′, U ′) stored for this workpiece ( 2 ) onto the cutting table ( 10 ),
- Aligning the workpiece ( 2 ) so that the projected, stored reference structures (R _i ', U') match the reference structures (R _i , U) actually present on the surface of the workpiece ( 2 ) and
- Cutting out the parts ( 30-33 ) from the workpiece ( 2 ) in question, taking into account the detected and stored position (FL _i ) of the defects ( 21-24 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the outline contour (U) of the workpiece in question ( 2 ) or sections thereof are used as the reference structure.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that identified as reference structures on the surface of each workpiece ( 2 ) identified reference points (R _i ) are used.

4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that at least one of the error points ( 2 ) is used as a reference structure.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that in addition the outline contours (FU _i ) of the fault locations ( 21-24 ) are detected and stored.

6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the defects ( 21-24 ) are divided into defect classes that correspond to the degree of impairment of the quality of the workpiece in question ( 2 ) at the respective defect ( 21-24 ) , and that the error classes when cutting out the parts ( 30-33 ) from the workpiece ( 2 ) in question are also taken into account.

7. The method according to any one of claims 1-6, characterized in that each workpiece ( 2 ) is assigned an identification number, which is identified on the workpiece ( 2 ), the recorded data relating to the location of the reference structure (s), the The position (FL _i ) and, if necessary, the outline contours (FU _i ) and the error classes of the error points ( 21-24 ) are saved in a storage medium under this identification number.

8. The method according to any one of claims 1-7, characterized in that the position and arrangement of the parts to be cut ( 30-33 ) with respect to the contour (U) of each workpiece ( 2 ) taking into account the detected position of the defect ( 21-24 ) is optimized with the aim of maximizing the use of materials.

9. The method according to claim 8, as far as related to claim 5, characterized in that each part to be cut out ( 30-33 ) is assigned an error identifier which corresponds to the requirement for the quality of the part in question, and that the optimization takes place in such a way that the arrangement of the parts to be cut out ( 30-33 ) with respect to the contour (U) of the workpiece ( 2 ) in question, the error identifications of the parts ( 30-33 ) are assigned to the error classes of the detected defects of the workpiece ( 2 ).

10. The method according to claim 9, characterized in that the assignment consists in that for a given error identification of a part to be cut out ( 30-33 ) a range of error classes of the fault locations ( 21-24 ) is predetermined, which in the part to be cut out ( 30th -33 ) can be included.

11. The method according to any one of claims 1-10, characterized in that the outline contour of each workpiece ( 2 ), the position (FL _i ) and, if necessary. The outline contours (FU _i ) and error classes of the defects ( 21-24 ) of this workpiece ( 2 ) can be graphically displayed on a display device ( 7 ).

12. The method according to claim 11, characterized in that in addition the outline contours of the parts to be cut out ( 30-33 ) and, if appropriate. The associated error identifiers are graphically displayed on a display device ( 7 ).

13. The method according to any one of claims 1-12, characterized in that after aligning the workpiece ( 2 ) on the cutting table ( 10 ), the relative position of the workpiece ( 2 ) with respect to the cutting table ( 10 ) and / or one this movable cutting device ( 14 ) is determined.

14. The method according to claim 13, characterized in that the relative position is determined in that the cutting device ( 14 ) is guided in succession at at least two predetermined reference points (R₁, R₁₀) on the surface of the workpiece ( 2 ) aligned on the cutting table.

15. Device for performing the method according to at least one of claims 1-14, with
a detection table ( 1 ) with a detection device ( 3 ) for detecting the position of the reference structure (s) (R _i , U) and the position (FL _i ) and, if necessary, the outline contours (FU _i ) and error classes of the fault locations ( 21-24 ),
a memory ( 6 ) for storing the data detected by the detection device ( 3 ),
a cutting table ( 10 ) with a cutting tool ( 14 ) for cutting the parts ( 30-33 ) to be cut out of the workpieces ( 2 ) and
a projection device ( 11 ) for projecting at least the reference structures (R _i ') detected by the detection device ( 3 ) and stored in the memory ( 6 ) onto the cutting table ( 10 ).

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the detection device ( 3 ) has an optical scanning device, in particular a laser scanner, or an electronic camera.

17. The apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that the projection device ( 11 ) has a bright, electric projector or a laser deflection device (laser scanner).

18. Device according to one of claims 15-17, characterized in that in the memory ( 6 ) furthermore the outline contours and error markings of the parts to be cut out ( 30-33 ) are stored.

19. Device according to one of claims 15-18, characterized by a viewing device ( 7 ) for displaying the outline contours (U) of the workpieces ( 2 ), the position (FL _i ) of the flaws ( 21-24 ) and, if necessary, the outline contours ( FU _i ) and the error classes of the error points ( 21-24 ) as well as the position and arrangement of the parts to be cut out ( 30-33 ) and, if applicable, their error identifiers.