DE3517714C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Zuschneiden von flächigen Materialstücken mit planparallelen ebenen Sei ten und beliebiger Außenkontur, insbesondere von unbesäum ten Holzbrettern, zu von regelmäßigen Umrißlinien begrenzten Werkstücken in vorgegebenen Größen sowie vorgegebener Anzahl und Qualität unter Berücksichtigung der Oberflächenstruktur in Gestalt örtlicher Fehler und ggf. weiterer Besonderheiten, wie bei Holzbrettern dem Verlauf der Maserung.The invention relates to a method and a device for cutting of flat pieces of material with plane-parallel planes th and any outer contour, especially of untrimmed wooden boards, too, delimited by regular outlines Workpieces in specified sizes and number and quality considering the surface structure in the form of local errors and any other special features, as with wooden boards the course of the grain.
Es ist ein Verfahren bekannt (DE-OS 24 02 301), bei welchem ein wandernder Streifen plattenförmigen Materials fortlaufend in Hinblick auf Oberflächen- und Dickenfehler abgetastet und je nach dem Abstand solcher Fehlerstellen quer zur Laufrich tung liegende Trennstellen bestimmt und von mitlaufenden Trenn vorrichtungen entsprechende Trennschnitte ausgeführt werden. Das vorbekannte Verfahren ist ein rein eindimensionales Ver fahren. Die Aufteilung flächiger Materialstücke auf optimale Weise in wiederum flächige Werkstücke nicht nur verschiedener Länge, sondern auch verschiedener Breiten bei ggf. auch noch zusätzlicher Berücksichtigung der Maserrichtung ist damit nicht möglich. Es fehlt dabei an der Schaffung eines fiktiven Abbildes des gesamten Materialstücks als Voraussetzung für dessen Aufteilung in Teilflächen, die den daraus herzustel lenden Werkstücken entsprechen.A method is known (DE-OS 24 02 301) in which a moving strip of plate-like material continuously scanned for surface and thickness defects and depending on the distance of such defects across the direction of rotation separation points determined and from moving separations devices corresponding separating cuts are performed. The previously known method is a purely one-dimensional Ver drive. The division of flat material pieces into optimal ones In turn, planar workpieces not only different Length, but also different widths if necessary additional consideration of the grain direction is thus not possible. There is no fictional creation Image of the entire piece of material as a prerequisite for its subdivision into sub-areas that can be used to manufacture it work pieces.
Es ist ferner bekannt, den Zuschnitt von Plattenware vorge gebener gleicher Größe, beispielsweise von Spanplatten, zwei dimensional zu optimieren. Hierbei werden die zu führenden Schnitte vor der Bearbeitung unter Berücksichtigung der Plattengröße einerseits und der Größe und Anzahl der ge wünschten Teilflächen andererseits von einem Rechner er mittelt. In der Plattenware möglicherweise enthaltene feh lerhafte Stellen bleiben bei diesem Verfahren jedoch unbe rücksichtigt. Auch eignet sich dieses Verfahren nicht für Plattenware ständig wechselnder Größe und Struktur.It is also known to pre-cut the sheet material same size, for example of chipboard, two to optimize dimensionally. Here are the leading Cuts before processing taking into account the Plate size on the one hand and the size and number of ge desired areas on the other hand, he from a computer averages. Feh may be included in the sheet However, ingenious places remain unaffected by this procedure considered. This method is also not suitable for Sheets of constantly changing size and structure.
Bei keinem der bekannten Verfahren werden die Ergebnisse der Zuschnittoptimierung zur Automatisierung des Zuschneidens verwendet.In none of the known methods the results of Cutting optimization to automate cutting used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zuschnitt plan paralleler, flächiger Materialstücke, beispielsweise aus Holz oder Leder, in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Größe und un ter Berücksichtigung von Oberflächenfehlern entsprechend den geforderten Teilgrößen zu optimieren und das Optimierungs ergebnis zum automatischen Zuschneiden des Materialstücks zu verwenden.The invention has for its object to plan the blank parallel, flat pieces of material, for example made of wood or leather, depending on their size and un ter consideration of surface defects according to the optimize the required part sizes and the optimization result for automatic cutting of the material piece to use.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by
- - daß zunächst die Oberfläche eines Materialstücks mindestens einseitig geometrisch und strukturell er faßt und daraus ein fiktives Abbild der Material oberfläche gewonnen wird,- That first the surface of a piece of material geometrically and structurally at least on one side and a fictitious image of the material surface is gained,
- - daß daraufhin das Abbild zur optimalen Ausnützung des verwendbaren Teils des Materialstücks unter Be rücksichtigung der Oberflächenstruktur mit den Werk stücken entsprechenden Teilflächen belegt und hier durch ein Schnittlinienmuster festgelegt wird und- that then the image for optimal use the usable part of the piece of material under Be taking into account the surface structure with the work pieces of the corresponding subareas and here is determined by a pattern of cut lines and
- - daß schließlich das Materialstück entsprechend dem Schnittlinienmuster in einer Vielzahl hinsichtlich ihrer Längs- und Querkoordinaten und ihrer Drehstel lungen wechselnder Positionen auf einer ebenen Ar beitsunterlage einen oder mehreren Trennwerkzeugen dargeboten wird, welche durch sich in jeder Position an Ort und Stelle der Arbeitsunterlage wieder holenden Trennschnitte die Werkstücke aus dem Materialstück heraustrennen.- That finally the piece of material corresponding to the Cut line patterns in a variety of ways their longitudinal and transverse coordinates and their swivel lungs of changing positions on a flat surface supporting document one or more cutting tools is presented, which by itself in each position on the spot of the working document again fetching cuts the workpieces from the Cut out the piece of material.
Da Fehler im Materialstück und auch Schnittkanten auf den beiden parallelen Oberflächen des Materialstücks in unter schiedlicher Größe bzw. Lage erscheinen können, ist die Er fassung beider Oberflächen erforderlich. Zu diesem Zweck wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Oberfläche des Materialstücks beidseitig erfaßt und beide Seiten bei der Gewinnung des Abbildes einander überlagert werden.Because defects in the material and also cut edges on the two parallel surfaces of the piece of material in below different size or location can appear, the Er both surfaces required. To this end according to a development of the invention, the surface of the piece of material captured on both sides and at both sides the acquisition of the image are superimposed on one another.
Zur Erfassung der Geometrie und der Struktur der Werkstück oberfläche dient gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Er findung ein Bilderfassungssystem.To record the geometry and structure of the workpiece According to a further embodiment, the surface serves the Er finding an image acquisition system.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß erstens das jeweils erfaßte Materialstück unter Erkennen der Fehlerstellen und mit geringstem Abfall zugeschnitten wird, wobei auch die Maserung der Oberfläche berücksichtigt werden kann, was vor allem beispielsweise im Möbelbau von Wichtigkeit ist, und daß zweitens der Transport zum Arbeitstisch, das Zuschneiden des Materialstücks und die Sortierung und Ablage der Teilstücke automatisch erfolgt. Der Einsatz eines Rechners erlaubt ferner eine Protokollie rung der Bearbeitung des Materialstücks, so daß nach einer automatischen Auswertung dieser Daten ausreichende Informa tionen über Lagerbestand und Qualität der zugeschnittenen Werkstücke vorliegen und eine lagerbestandsorientierte Pla nung der Produktion erfolgen kann.The advantages achieved with the invention are in particular the fact that, firstly, the piece of material recorded in each case recognizing the points of failure and with minimal waste is cut, including the grain of the surface can be taken into account, especially what, for example is important in furniture making, and secondly, transportation to the work table, cutting the piece of material and the Sorting and storage of the sections is done automatically. The use of a computer also allows logging tion of processing the piece of material so that after a sufficient information is automatically evaluated on inventory and quality of the tailored Workpieces are available and a stock-oriented pla production can take place.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5.The invention also relates to a device for Implementation of the method according to the characterizing features of claim 5.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Einrichtung ist in der Zeich nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; da mit wird zugleich auch das erfindungsgemäße Verfahren ver deutlicht.An embodiment of this device is in the drawing shown and is described in more detail below; there with the method of the invention is also ver clearly.
Mit 1 ist ein Stapel vom Materialstück 2 bezeichnet, der als Material-Puffer dient. Hier werden die eingehenden Ma terialstücke 2 vorübergehend gespeichert und bei Bedarf mittels eines Transportsystems einzeln zur nachfolgenden Bearbeitung an einen Bildtisch 3 weitergegeben. 1 with a stack of the piece of material 2 is designated, which serves as a material buffer. Here, the incoming material pieces 2 are temporarily stored and, if necessary, passed on individually to a table 3 for subsequent processing by means of a transport system.
Auf dem Bildtisch 3 wird die Geometrie und die Struktur der Materialstückoberfläche von einem Bilderfassungssystem auf einer hierfür vorgesehenen Plattform 4 erfaßt, deren Struk tur, Helligkeit und Farbe den Anforderungen der Bilderfas sung und -auswertung angepaßt sind.On the image table 3 , the geometry and the structure of the surface of the piece of material are detected by an image acquisition system on a platform 4 provided for this purpose, the structure, brightness and color of which are adapted to the requirements of the image acquisition and evaluation.
Zur Erfassung der geometrischen und strukturellen Eigenschaf ten der Materialstückoberfläche ist mindestens ein optischer Sensor, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine elektroni sche Kamera 5, zusammen mit den notwendigen Beleuchtungs vorrichtungen in geeigneter Position zum Bildtisch angeord net. Wenn der Bildbereich einer Kamera 5 nicht ausreicht, das gesamte Materialstück 2 zu erfassen, werden die zur Ana lyse notwendigen Informationen aus mehreren Teilbildern ge wonnen. Diese Teilbilder können entweder durch mehrere Kame ras erzeugt werden oder dadurch zustande kommen, daß das Materialstück 2 und eine oder mehrere Kameras 5 relativ zueinander verschoben werden, so daß jeweils nur ein Teil bereich des Materialstücks 2 erfaßt wird. Auf der Oberfläche der Plattform 4 sind in diesem Fall vom Bildauswertungssystem steuerbare optische Signale 18 angebracht, die ein automa tisches Erkennen von Größe und Lage des auszuwertenden Teil bereiches des Bildtisches ermöglichen. Diese Signale 18 und etwaige zusätzliche Markierungen dienen dazu, aus den erwähn ten Teilbildern ein korrektes Gesamtbild zu erzeugen.To detect the geometric and structural properties of the surface of the piece of material, at least one optical sensor, in the exemplary embodiment shown an electronic camera 5 , is arranged in a suitable position with respect to the image table, together with the necessary lighting devices. If the image area of a camera 5 is not sufficient to capture the entire piece of material 2 , the information required for analysis is obtained from several partial images. These partial images can either be generated by several cameras or come about by the fact that the piece of material 2 and one or more cameras 5 are shifted relative to one another, so that only a partial area of the piece of material 2 is detected. On the surface of the platform 4 in this case controllable optical signals 18 are attached by the image evaluation system, which enable automatic detection of the size and position of the portion of the image table to be evaluated. These signals 18 and any additional markings are used to generate a correct overall image from the partial images mentioned.
Um beide Oberflächen eines Materialstückes 2 zu analysieren, wird dieses um eine definierte horizontale Achse um 180° gedreht und wieder dem Bilderfassungssystem zugeführt. Die Wendevorrichtung 6 ist so konzipiert, daß sich das Material stück 2 bei der Wendung in seiner Form nicht verändert oder zerstört wird und daß es sich auch nach der Wendung in einer definierten Lage befindet.In order to analyze both surfaces of a piece of material 2 , it is rotated by 180 ° about a defined horizontal axis and fed back to the image acquisition system. The turning device 6 is designed so that the material piece 2 is not changed or destroyed in its shape during the turn and that it is in a defined position even after the turn.
Aus den Daten, die der Sensor (Kamera 5) liefert, erarbeitet ein Rechner 7 Informationen über Position und Geometrie des Materialstückes 2 sowie über Struktur und Qualität der Mate rialstückoberfläche. Es werden die Merkmale extrahiert, die für die weitere Bearbeitung notwendig sind. Durch eine modul artige Konzeption kann die Merkmalsextraktion unterschiedlichen Materialstücken angepaßt werden.From the data provided by the sensor (camera 5 ), a computer 7 works out information about the position and geometry of the material piece 2 as well as about the structure and quality of the material piece surface. The characteristics are extracted that are necessary for further processing. The feature extraction can be adapted to different pieces of material by means of a modular design.
Nach der Erfassung der Eigenschaften der Oberfläche des Mate rialstückes 2 wird dieses zu einem Trenntisch, im dargestellten Ausführungsbeispiel zu einem Sägetisch 8, transportiert. Der Sägetisch 8 besteht aus einer Plattform 9 mit zwei orthogonal zueinander angeordneten Schneidevorrichtungen. Für den Zu schnitt von Holz dienen zwei Kreissägen 10 und 11, die durch eine spezielle Vorschubeinrichtung Linearbewegungen derart ausführen, daß das Sägeblatt stets eine Schnittbewegung kon stanter Länge durchführt und anschließend unterhalb der Plattformoberfläche zur Ausgangsstellung zurückkehrt. Zur Beseitigung der durch die geometrische Form der Kreissägen 10 und 11 erzeugten kreisbogenförmigen Schnittenden sind un terhalb der Plattform 9 zwei Stichsägen angebracht. Die der jeweiligen Schnittrichtung zugehörige Stichsäge wird nach Beendigung eines Kreissägenabschnitts automatisch nach oben geführt, um ein senkrechtes Schnittende zu erzeugen, und an schließend wieder unter die Plattform 9 gezogen. Während des Sägens wird das Materialstück durch mehrere stempelähnliche Festhaltevorrichtungen 12 auf der Plattform 8 fixiert.After the detection of the properties of the surface of the material piece 2 , the latter is transported to a separation table, in the exemplary embodiment shown to a saw table 8 . The saw table 8 consists of a platform 9 with two cutting devices arranged orthogonally to one another. For the cut of wood serve two circular saws 10 and 11 , which perform linear movements by means of a special feed device such that the saw blade always carries out a cutting movement of constant length and then returns to the starting position below the platform surface. To eliminate the circular arc-shaped cut ends generated by the geometric shape of the circular saws 10 and 11 , two jigsaws are attached below the platform 9 . The jigsaw associated with the respective cutting direction is automatically guided upwards after the end of a circular saw section in order to produce a vertical end of the cut, and then pulled back under the platform 9 . During the sawing, the piece of material is fixed on the platform 8 by several stamp-like holding devices 12 .
Der beim Sägen entstehende Staub wird durch geeignete Absauge vorrichtungen kontinuierlich entfernt, so daß keine Beeinträch tigung der optischen Sensoren durch Schmutz entsteht. Kleine Reststücke und abgebröckelte Rindenteile werden nach dem ferti gen Zuschnitt des Materialstückes 2 und Abtransport der zuge schnittenen Werkstücke durch einen oder mehrere Wischer von der Plattform 9 geschoben.The dust generated during sawing is continuously removed by suitable suction devices, so that there is no impairment of the optical sensors due to dirt. Small remnants and crumbled bark parts are pushed by one or more wipers from the platform 9 after the finished cutting of the material piece 2 and removal of the cut workpieces.
Um den Haft- und Gleitreibungskoeffizienten während der Posi tionierung des Materialstückes 2 so gering wie möglich zu hal ten, wird die Plattform 9 durch materialtechnische oder kon struktive Maßnahmen den Materialeigenschaften des Material stückes 2 angepaßt.In order to keep the static and sliding friction coefficients during the positioning of the material piece 2 as low as possible, the platform 9 is adapted to the material properties of the material piece 2 by means of material technology or structural measures.
Zu der Positionierung des Materialstückes 2 auf dem Sägetisch 8 dient ein Industrie-Roboter 13, der in seiner Bewegungsrich tung mindestens vier Freiheitsgrade besitzt. Der Industrie- Roboter 13 übernimmt die Aufgabe, das Materialstück 2 derart zu positionieren, daß die Kreissägen 10 und 11 trotz ihrer konstanten Vorschublängen jeweils einen Schnitt gewünschter Tiefe erzeugen. Die herausgetrennten Werkstücke werden der Plattform 9 des Sägetisches 8 entnommen und, nach frei vorgeb baren Kriterien sortiert, auf einer Ablage gestapelt oder zur weiteren Verarbeitung frei vorwählbaren Abtransportvorrichtun gen 14 zugeführt.An industrial robot 13 , which has at least four degrees of freedom in its direction of movement, serves to position the piece of material 2 on the saw table 8 . The industrial robot 13 takes on the task of positioning the piece of material 2 in such a way that the circular saws 10 and 11 each produce a cut of the desired depth despite their constant feed lengths. The separated workpieces are removed from the platform 9 of the saw table 8 and, sorted according to freely definable criteria, stacked on a shelf or supplied to freely selectable removal devices 14 for further processing.
Zur Positionierung des Materialstückes 2 bzw. zur Ergreifung der herausgetrennten Werkstücke ist der Industrie-Roboter 13 mit Vakuumgreifern 15 ausgerüstet, die in ihrer Form, Anzahl und relativen Lage zueinander dem Materialstück 2 bzw. den herauszutrennenden Werkstücken angepaßt sind.To position the piece of material 2 or to grasp the separated workpieces, the industrial robot 13 is equipped with vacuum grippers 15 , the shape, number and relative position of which are adapted to the piece of material 2 or the workpieces to be removed.
Die nachfolgend beschriebene Software zur Bildanalyse, Opti mierung, Steuerung, Protokollierung usw. wird auf einem Pro zeßrechner 16 implementiert, der eine Steuerung der erfin dungsgemäßen Einrichtung in Echt-Zeit gewährleistet.The software described below for image analysis, optimization, control, logging etc. is implemented on a process computer 16 which ensures control of the device according to the invention in real time.
Die Bedienung der Einrichtung erfolgt überwiegend über die Tastatur eines Terminals. Über dessen Bildschirm können aus ser für den Benutzer notwendige und interessante Daten auch Informationen über den jeweiligen Zustand einzelner Komponen ten der Einrichtung (Hard- und Software) dargestellt werden. Diese Informationen dienen beispielsweise der Fehlerdiagnose.The facility is operated primarily via the Keyboard of a terminal. From its screen you can This is also necessary and interesting data for the user Information about the current condition of individual components ten of the facility (hardware and software). This information is used, for example, to diagnose errors.
Ein Drucker dient zur Ausgabe von Produktionsprotokollen oder Ergebnissen von statistischen Auswertungen. Zur besseren Über sicht können Ergebnisse über einen Plotter graphisch darge stellt werden.A printer is used to output production reports or Results of statistical evaluations. For better over Results can be graphically displayed using a plotter be put.
Die Software gliedert sich, den unterschiedlichen Aufgaben entsprechend, in mehrere Programmeinheiten, die unter einem Multitasking-Betriebssystem, durch eine übergeordnete Master- Task gesteuert, quasi parallel abgearbeitet werden.The software is divided into different tasks accordingly, in several program units, under one Multitasking operating system, through a higher-level master Task controlled, processed virtually in parallel.
Durch eine modulartige Konzeption aller Tasks läßt sich die Software leicht an veränderte Komponenten der Einrichtung oder an andere Materialstücke anpassen.Through a modular design of all tasks, the Software easily to changed components of the facility or adapt to other pieces of material.
Die Bedienung wird durch ein Dialogsystem erleichtert, das dem Benutzer eine einfache Handhabung des Systems erlaubt, indem es beispielsweise jederzeit abrufbare Erläuterungen zuläßt. Die Dialogprogramme gestatten die Eingabe aller für den Be trieb notwendigen Daten, wie beispielsweise:Operation is facilitated by a dialog system that the Allows users to easily operate the system by for example, it allows explanations to be called up at any time. The dialog programs allow everyone to be entered required data, such as:
- - Angaben über die zuzuschneidenden Werkstücke- Information about the workpieces to be cut
- - Informationen, die für ein interaktives Lernen einzelner Komponenten nötig sind,- Information necessary for interactive learning individual components are necessary
- - Parameter zur Initialisierung und Justierung der Einrichtung bzw. zur Anpassung an veränderte Um gebungsbedingungen- Parameters for initializing and adjusting the Setup or to adapt to changed order conditions
- - Steuerkommandos- control commands
Aus den orts- und amplitudenquantisierten Signalen des Bild aufnahmesystems wird durch eine Reihe von Merkmalsfiltern ein Vektor mit Merkmalen der Materialstückoberfläche extra hiert. Aus diesen Merkmalen wird mittels eines selbstlernen den Klassifikators die Information über Qualität und Beschaf fenheit der Materialstückoberfläche gewonnen.From the location and amplitude quantized signals of the image recording system is through a series of feature filters a vector with features of the material piece surface extra here. These features are used for self-learning the classifier the information about quality and procurement the surface of the piece of material.
Zusammen mit den durch spezielle Kantenfilter gewonnenen äußeren Konturlinien des Materialstücks liefert die Bild analyse einen Datensatz, der unter anderem die folgenden Informationen enthält:.Together with those obtained by special edge filters the image provides the outer contour lines of the piece of material analyze a data set that includes the following Information includes:
- - Lage und Maße des Materialstückes- Location and dimensions of the piece of material
- - Position und Größe aller auf beiden Materialstück oberflächen befindlichen Störstellen- Position and size of all on both pieces of material Impurities located on the surface
- - Vorzugsrichtung der Holzmaserung- Preferred direction of the wood grain
Aus den Daten der Bildanalyse und den Informationen über An zahl, Größe und Güte der zu produzierenden Teile wird unter Berücksichtung der Vorzugsrichtung(en) der Holzmaserung ein Schema zur Belegung des Materialstückes mit Teilflächen er mittelt. Diese Belegung wird anschließend in bezug auf Nut zungsgrad des Materialstückes und Einhaltung des Produktions solls optimiert. Die Kriterien zur Optimierung sind ebenso wie die Strategie zur Belegung des Materialstückes mit Teil flächen nicht konstant, sondern werden in Abhängigkeit vom aktuellen Produktionsstand, von den Daten der Bildanalyse und gegebenenfalls von zusätzlichen Parametern verändert bzw. ausgewählt. Das Ergebnis der Optimierung sind Daten, die Informationen über Position und Größe sowie Angaben zur weiteren Bearbeitung der Werkstücke enthalten, die aus dem Materialstück herausgetrennt werden sollen.From the data of the image analysis and the information about An The number, size and quality of the parts to be produced are listed below Consideration of the preferred direction (s) of the wood grain Scheme for covering the piece of material with partial areas averages. This assignment is then made in relation to groove Degree of efficiency of the piece of material and compliance with the production should be optimized. The criteria for optimization are the same like the strategy for covering the piece of material with part areas are not constant, but are dependent on the current production status, from the data of the image analysis and possibly changed by additional parameters or selected. The result of the optimization is data, the information about position and size as well as details of the further processing of the workpieces contained in the Piece of material to be separated.
Aus der Information über Lage und Größe des Materialstückes und der aus ihm herauszutrennenden Werkstücke wird ein Be wegungsplan entworfen, aus dem anschließend ein Programm mit Befehlen für die Steuerung 17 des Industrie-Roboters 13 gewonnen wird. Zusätzlich wird ein Ablaufplan erzeugt, der Angaben zur Steuerung der übrigen Teile der Einrichtung (Sägevorschubvorrichtung, Transportbänder, Festhaltevor richtungen 12, Wendevorrichtung 6 usw.) enthält. From the information about the position and size of the material piece and the workpieces to be removed from it, a movement plan is designed, from which a program with commands for the control 17 of the industrial robot 13 is then obtained. In addition, a flow chart is generated, which contains information on the control of the other parts of the device (saw feed device, conveyor belts, fixtures 12 , turning device 6 , etc.).
Es sei noch bemerkt, daß die erfindungsgemäße Einrichtung zwei Betriebsarten erlaubt:It should also be noted that the device according to the invention two operating modes allowed:
Im on-line-Betrieb wird das Materialstück 2 nach dem oben beschriebenen Ablauf bearbeitet.In online operation, the piece of material 2 is processed according to the procedure described above.
Im off-line-Betrieb werden zunächst alle zu bearbeitenden Materialstücke vom Bilderfassungssystem detektiert und die Bildinformationen auf einem genügend großen Massen speicher abgelegt. Diese Daten werden anschließend aus gewertet, so daß für jedes Materialstück eine Bewegungs bahn und ein Arbeitsplan für den automatischen Zuschnitt existiert. Aufgrund der gespeicherten Steuerungsdaten kön nen die Materialstücke dann zu einem späteren Zeitpunkt bearbeitet werden.In the off-line operation, all to be processed first Pieces of material detected by the imaging system and the image information on a sufficiently large mass memory stored. This data is then made up scored, so that a movement for each piece of material web and a work plan for automatic cutting exists. Due to the saved control data the material pieces at a later time to be edited.
Claims (9)
daß zunächst die Oberfläche eines Materialstücks mindes tens einseitig geometrisch und strukturell erfaßt und daraus ein fiktives Abbild der Materialoberfläche ge wonnen wird,
daß daraufhin das Abbild zur optimalen Ausnützung des verwendbaren Teils des Materialstücks unter Berücksichti gung der Oberflächenstruktur mit den Werkstücken ent sprechenden Teilflächen belegt und hierdurch ein Schnitt linienmuster festgelegt wird und
daß schließlich das Materialstück entsprechend dem Schnittlinienmuster in einer Vielzahl hinsichtlich ihrer Längs- und Querkoordinaten und ihrer Drehstellungen wechselnder Positionen auf einer ebenen Arbeitsunterlage einen oder mehreren Trennwerkzeugen dargeboten wird, welche durch sich in jeder Position an Ort und Stelle der Arbeitsunterlage wiederholenden Trennschnitte die Werk stücke aus dem Materialstück heraustrennen.1.Procedure for cutting flat pieces of material with plane-parallel flat sides and any outside contour, in particular of untrimmed wooden boards, for workpieces limited by regular contours in predetermined sizes and given number and quality taking into account the surface structure in the form of local defects and any other special features such as with wooden boards the course of the grain, characterized,
that first of all the surface of a piece of material is recorded at least on one side geometrically and structurally and a fictional image of the material surface is obtained therefrom,
that thereupon the image for optimal utilization of the usable part of the material piece, taking account of the surface structure with the workpieces corresponding part areas, and thereby a cut line pattern is determined and
that finally the piece of material is presented according to the pattern of cut lines in a variety of with respect to their longitudinal and transverse coordinates and their rotational positions changing positions on a flat work surface one or more cutting tools, which repetitive cuts in each position in place of the work surface from the work pieces separate the piece of material.
- - eine Vorrichtung zum Einzeltransport der Materialstücke (2) von einem als Material- Puffer dienenden Stapel (1) zu einer Auf lagefläche (4) auf einem Bildtisch (3),
- - mindestens einen optischen Sensor zur geo metrischen und strukturellen Erfassung der Oberfläche des Materialstücks (2), der ggf. zusammen mit Beleuchtungsvorrichtungen in geeigneter Position zum Bildtisch (3) ange ordnet ist,
- - eine Vorrichtung zum Transport des vom Sen sor erfaßten Materialstücks (2) zu einem Trenntisch (8),
- - zwei am Trenntisch (8) angeordneten Trenn einrichtungen (10 und 11), von denen eine parallel und die andere senkrecht zur Transportrichtung des Materialstücks (2) Trennschnitte ausführt,
- - einen neben dem Trenntisch (8) aufgestellten und mit Mehrfach-Vakuumgreifern (15) ausge rüsteten Industrie-Roboter (13) mit minde stens vier Freiheitsgraden,
- - mindestens einen Rechner (16), der aus den vom Sensor (bzw. von den Sensoren) erfaßten Informationen ein Schema zur optimalen Be legung des Materialstücks (2) mit Teilflä chen vorgegebener Größe und Güte ermittelt und daraus automatisch einen Bewegungsplan für den Industrie-Roboter (13) sowie ein Arbeitsdiagramm für die Trenneinrichtungen (10 und 11) erstellt und
- - einer Steuerung (17) für den Industrie-Ro boter (13) und die Trenneinrichtungen (10 und 11), die nach dem Bewegungsplan und dem Arbeitsdiagramm arbeitet.
- - A device for the individual transport of the material pieces ( 2 ) from a stack ( 1 ) serving as a material buffer to a support surface ( 4 ) on an image table ( 3 ),
- - At least one optical sensor for the geometric and structural detection of the surface of the piece of material ( 2 ), which may be arranged together with lighting devices in a suitable position relative to the image table ( 3 ),
- - A device for transporting the piece of material detected by the sensor ( 2 ) to a cutting table ( 8 ),
- - Two on the cutting table ( 8 ) arranged separating devices ( 10 and 11 ), one of which makes parallel cuts and the other perpendicular to the transport direction of the material piece ( 2 ),
- an industrial robot ( 13 ) set up next to the separation table ( 8 ) and equipped with multiple vacuum grippers ( 15 ) with at least four degrees of freedom,
- - At least one computer ( 16 ), which uses the information acquired by the sensor (or sensors) to determine a scheme for optimal loading of the piece of material ( 2 ) with partial areas of predetermined size and quality, and from this automatically a movement plan for the industrial Robot ( 13 ) and a working diagram for the separation devices ( 10 and 11 ) created and
- - A controller ( 17 ) for the industrial robot ( 13 ) and the separation devices ( 10 and 11 ), which works according to the movement plan and the work diagram.
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PCT/DE1986/000180 WO1986006676A1 (en) | 1985-05-17 | 1986-05-02 | Process and installation for automatically cutting plane-parallel workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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