DE102013019156A1

DE102013019156A1 - Method and apparatus for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece

Info

Publication number: DE102013019156A1
Application number: DE102013019156.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Steinbach; Andreas Bode
Original assignee: Jenoptik Automatisierungstechnik GmbH
Current assignee: Jenoptik Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2015-05-21
Also published as: WO2015070964A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (530) zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks (116), gekennzeichnet durch einen Schritt des Einlesens (532) eines Kamerabildes, wobei ein Kamerabild ein Sensorsignal eines Bilderfassungssensors und/oder eine aus dem Sensorsignal des Bilderfassungssensors abgeleitete Information repräsentiert, wobei das Kamerabild eine Vielzahl von Pixeln aufweist, wobei das Kamerabild ein Abbild des Werkstücks (116) repräsentiert, einen Schritt des Bestimmens (534) einer Information über einen zu bearbeitenden Bereich in dem Kamerabild, wobei der zu bearbeitende Bereich einen Teilbereich der Pixel des Kamerabildes umfasst, einen Schritt des Aufbereitens (536) von Steuerungsdaten unter Verwendung der Information über den zu bearbeitenden Bereich, wobei die Steuerungsdaten zumindest geometrische Daten umfassen, sowie einen Schritt des Bereitstellens (538) der Steuerungsdaten zur Ansteuerung einer Werkstückbearbeitungseinrichtung (100), insbesondere eines Lasers und/oder eines Scanners und/oder eines Laserscanners, um das Werkstück zu bearbeiten.The invention relates to a method (530) for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece (116), characterized by a step of reading in (532) a camera image, wherein a camera image is a sensor signal of an image acquisition sensor and / or information derived from the sensor signal of the image acquisition sensor wherein the camera image comprises a plurality of pixels, the camera image representing an image of the workpiece (116), a step of determining (534) information about a region to be processed in the camera image, the region to be processed comprising a subregion of the pixels of the camera image comprises a step of preparing (536) control data using the information about the area to be processed, the control data including at least geometric data, and a step of providing (538) the control data for driving a workpiece processing device (100), in particular a laser and / or a scanner and / or a laser scanner, in order to machine the workpiece.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks, eine entsprechende Vorrichtung zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a method for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece, to a corresponding apparatus for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece and to a corresponding computer program product.

Zwei- beziehungsweise dreidimensional ausgelegte Laserbearbeitungsprozesse erfordern eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Bearbeitungslaser. Für die Bewegung des Laserstrahls kommen beispielsweise Portalsysteme, Mehrachsroboter und Galvanometerscanner zum Einsatz. Als Laserprozesse werden hier alle Material bearbeitenden Technologien wie beispielsweise Schneiden, Perforieren, Bohren, Schweißen und Abtragen von Schichten bezeichnet.Two- or three-dimensionally designed laser processing processes require a relative movement between the workpiece and the processing laser. For example, gantry systems, multi-axis robots and galvanometer scanners are used for the movement of the laser beam. Laser processes are all material processing technologies such as cutting, perforating, drilling, welding and ablation of layers.

In der DE 19633953 ist eine hochintegrierte Laserkopf-Steuerung beschrieben, welche Grafikdaten empfangen und in Vektorfolgen umsetzen kann.In the DE 19633953 a highly integrated laser head control is described, which can receive graphics data and convert it into vector sequences.

In der WO2012/154320 ist ein Verfahren beschrieben, welches Defekte in elektrochromen Gläsern detektiert und mittels Laser repariert. Die Detektierung erfolgt mit thermografischen Methoden.In the WO2012 / 154320 describes a method which detects defects in electrochromic glasses and repaired by laser. The detection is done with thermographic methods.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks, eine entsprechende Vorrichtung zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt, welches das Verfahren zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks nutzt, gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides a method for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece, a corresponding apparatus for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece and a corresponding computer program product, which uses the method for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece, in accordance with Main claims presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Ein Laserprozess oder Laserbearbeitungsprozess kann über mittels Bildverarbeitung gewonnener Prozessparameter beziehungsweise Steuerungsdaten gesteuert oder geregelt werden. Dabei kann ein erheblicher Zeitgewinn erzielt werden, wenn die Parameter in einer komprimierten Form übertragen werden, da beschreibende Parameter für eine geometrische Form übertragen werden. Dabei kann eine Bearbeitung beginnen, wenn ein Teilbereich analysiert wurde. Vorteilhaft kann ein Werkstück innerhalb eines anderen Prozesses bearbeitet werden, da auf eine aufwendige Ausrichtung des Werkstücks verzichtet werden kann.A laser process or laser processing process can be controlled or regulated by means of image processing process parameters or control data. In this case, a considerable gain in time can be achieved if the parameters are transmitted in a compressed form, since descriptive parameters for a geometric shape are transmitted. In this case, a processing can begin when a subarea has been analyzed. Advantageously, a workpiece can be processed within another process, as can be dispensed with a complex alignment of the workpiece.

Es wird ein Verfahren zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen eines Kamerabildes, wobei ein Kamerabild ein Sensorsignal eines Bilderfassungssensors und/oder eine aus dem Sensorsignal des Bilderfassungssensors abgeleitete Information repräsentiert, wobei das Kamerabild eine Vielzahl von Pixeln aufweist, wobei das Kamerabild ein Abbild des Werkstücks repräsentiert;
Bestimmen einer Information über einen zu bearbeitenden Bereich in dem Kamerabild, wobei der zu bearbeitende Bereich einen Teilbereich der Pixel des Kamerabildes umfasst;
Aufbereiten von Steuerungsdaten unter Verwendung der Information über den zu bearbeitenden Bereich, wobei die Steuerungsdaten zumindest geometrische Daten umfassen; und
Bereitstellen der Steuerungsdaten zur Ansteuerung einer Werkstückbearbeitungseinrichtung, insbesondere eines Lasers und/oder eines Scanners und/oder eines Laserscanners, um das Werkstück zu bearbeiten.A method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece is presented, the method comprising the following steps:
Reading a camera image, wherein a camera image represents a sensor signal of an image acquisition sensor and / or an information derived from the sensor signal of the image acquisition sensor, the camera image having a plurality of pixels, the camera image representing an image of the workpiece;
Determining information about a region to be processed in the camera image, wherein the region to be processed comprises a subregion of the pixels of the camera image;
Preparing control data using the information about the area to be processed, the control data including at least geometric data; and
Providing the control data for controlling a workpiece processing device, in particular a laser and / or a scanner and / or a laser scanner, in order to machine the workpiece.

Unter einer Werkstückbearbeitungseinrichtung kann ein Laser, ein Scanner, ein Laserscanner oder eine Wasserschneideinrichtung verstanden werden. Dabei kann unter der Werkstückbearbeitungseinrichtung auch ein Portalsystem, ein Mehrachsroboter oder ein Galvanometerscanner verstanden werden. Die Werkstückbearbeitungseinrichtung kann eine Kamera oder eine andere bildgebende Einrichtung umfassen, die einen Bilderfassungssensor aufweist, der ausgebildet ist, ein Sensorsignal oder eine daraus abgeleitete Information als Kamerabild bereitzustellen. Die Kamera oder eine bildgebende Einrichtung mit einem Bilderfassungssensor kann separat zur Werkstückbearbeitungseinrichtung angeordnet sein. Das Kamerabild kann ein Abbild des Werkstücks oder eines Teilbereichs des Werkstücks repräsentieren. Das Kamerabild kann aus einer Vielzahl von Pixeln aufgebaut sein, die in Reihen und/oder Spalten angeordnet sind. In dem Kamerabild kann ein zu bearbeitender Bereich bestimmt werden. Dabei kann der zu bearbeitende Bereich auch über einen durch das Kamerabild abgebildeten Teilbereich des Werkstücks hinausgehen. Das Sensorsignal kann als ein analoges und/oder ein digitales Sensorsignal ausgebildet sein. Der zu bearbeitende Bereich kann einen Teilbereich des Kamerabildes umfassen, wobei der zu bearbeitende Bereich einen Teilbereich des abgebildeten Werkstücks repräsentiert. Der zu bearbeitende Bereich kann einen Teilbereich der Pixel des Kamerabildes umfassen. Dabei kann ein Teilbereich der Pixel des Kamerabildes eine ganzzahlige Mehrzahl von Pixeln der Vielzahl von Pixeln umfassen. In einer Ausführungsform kann der Teilbereich der Pixel des Kamerabildes eine Mehrzahl von Pixeln umfassen, wobei ein Teil der Pixel nur teilweise eingeschlossen ist. Beispielsweise kann ein oder mehrere Pixel nur zu einem Teilbereich, beispielsweise zur Hälfte, von dem Teilbereich der Pixel umfasst sein. Unter Steuerungsdaten kann zumindest ein Signal verstanden werden, welches ausgebildet ist, eine Werkstückbearbeitungseinrichtung anzusteuern. Dabei können die Steuerungsdaten ein analoges und/oder ein digitales Signal repräsentieren. Dabei können die Steuerungsdaten zumindest geometrische Daten umfassen, um eine Kontur an oder in dem Werkstück zu bearbeiten.A workpiece processing device can be understood to mean a laser, a scanner, a laser scanner or a water cutting device. In this case, a portal system, a multi-axis robot or a galvanometer scanner can be understood by the workpiece processing device. The workpiece processing device may include a camera or other imaging device having an image sensing sensor configured to provide a sensor signal or information derived therefrom as a camera image. The camera or an imaging device with an image acquisition sensor can be arranged separately from the workpiece processing device. The camera image may represent an image of the workpiece or a portion of the workpiece. The camera image may be composed of a plurality of pixels arranged in rows and / or columns. In the camera image, an area to be edited can be determined. In this case, the region to be processed can also go beyond a partial region of the workpiece imaged by the camera image. The sensor signal may be designed as an analog and / or a digital sensor signal. The region to be processed may comprise a partial region of the camera image, wherein the region to be processed represents a partial region of the imaged workpiece. The area to be processed may include a portion of the pixels of the camera image. In this case, a partial area of the pixels of the camera image may comprise an integral number of pixels of the plurality of pixels. In an embodiment, the subarea of the pixels of the camera image may comprise a plurality of pixels, wherein a portion of the pixels only partially included. By way of example, one or more pixels may be included in only a partial area, for example half, of the partial area of the pixels. Under control data can be understood at least one signal, which is designed to control a workpiece processing device. The control data may represent an analog and / or a digital signal. In this case, the control data may comprise at least geometric data in order to process a contour on or in the workpiece.

Im Schritt des Aufbereitens können die Steuerungsdaten unter Verwendung von zumindest einem Laserparameter aufbereitet werden. Der Laserparameter kann insbesondere eine Leistung und/oder eine Frequenz zur Ansteuerung der Werkstückbearbeitungseinrichtung umfassen. Dabei kann unter dem Laserparameter ein analoges oder digitales Signal verstanden werden, welches eine Leistung und gleichzeitig oder alternativ eine Frequenz und gleichzeitig oder alternativ eine Pulsfolge repräsentiert. Dabei können die Steuerungsdaten unter Verwendung einer Mehrzahl von Laserparametern aufbereitet werden. Vorteilhaft kann der Laser oder ein Laserstrahl an den zu bearbeitenden Bereich oder an das Werkstück angepasst werden.In the editing step, the control data may be prepared using at least one laser parameter. The laser parameter may in particular include a power and / or a frequency for controlling the workpiece processing device. In this case, the laser parameter can be understood as meaning an analog or digital signal which represents a power and at the same time or alternatively a frequency and at the same time or alternatively a pulse train. In this case, the control data can be processed using a plurality of laser parameters. Advantageously, the laser or a laser beam can be adapted to the area to be machined or to the workpiece.

Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Bearbeitens nach dem Schritt des Bereitstellens umfassen. Im Schritt des Bearbeitens kann eine Werkstückbearbeitungseinrichtung und ergänzend oder alternativ ein Scanner und ergänzend oder alternativ ein Laser und ergänzend oder alternativ ein Laserscanner unter Verwendung der Steuerungsdaten angesteuert werden, um das Werkstück lasertechnisch in dem im Kamerabild dargestellten und im Schritt des Bestimmens bestimmten zu bearbeitenden Bereich zu bearbeiten.Further, the method may include a step of processing after the providing step. In the processing step, a workpiece processing device and, additionally or alternatively, a scanner and, additionally or alternatively, a laser and additionally or alternatively a laser scanner using the control data can be controlled to laser-machine the workpiece in the area to be processed in the camera image and determined in the step of determining to edit.

Ferner können in einer Ausführungsform im Schritt des Aufbereitens die Steuerungsdaten unter Verwendung einer Koordinatentransformation der Information über den zu bearbeitenden Bereich und ergänzend oder alternativ unter Verwendung einer Koordinatentransformation der Pixel des Teilbereichs und ergänzend oder alternativ durch Einpassen eines Polynoms in den Teilbereich und ergänzend oder alternativ durch Einpassen einer, insbesondere stetigen, Funktion in den Teilbereich aufbereitet werden, sodass das Polynom und ergänzend oder alternativ die, insbesondere stetige, Funktion zumindest zwei Pixel des Teilbereichs, zumindest näherungsweise und ergänzend oder alternativ in einem Toleranzbereich, einschließt. Die Koordinatentransformation kann an einen Arbeitsraum der Werkstückbearbeitungseinrichtung angepasst sein. Durch eine Koordinatentransformation kann ein für die Steuerungsdaten optimales Koordinatensystem gewählt werden. Die Koordinatentransformation kann durch Drehung beziehungsweise Rotation, Skalierung, Scherung oder Translation des Koordinatensystems erfolgen, wobei diese auch kombiniert werden können.Further, in one embodiment, in the step of rendering, the control data may be obtained by using coordinate transformation of information about the area to be processed and additionally or alternatively using a coordinate transformation of the pixels of the partial area and additionally or alternatively by fitting a polynomial into the partial area and additionally or alternatively Adjusting a, in particular continuous, function are processed in the subarea, so that the polynomial and, additionally or alternatively, the, in particular continuous, function includes at least two pixels of the subarea, at least approximately and in addition or alternatively in a tolerance range. The coordinate transformation can be adapted to a working space of the workpiece processing device. By means of a coordinate transformation, an optimal coordinate system for the control data can be selected. The coordinate transformation can be done by rotation or rotation, scaling, shear or translation of the coordinate system, which can also be combined.

Günstig ist es auch, wenn in einer Ausführungsform das Verfahren einen Schritt des Prüfens des Werkstücks auf eine Funktion nach dem Schritt des Bereitstellens umfasst. Dabei kann in dem Schritt des Prüfens überprüft werden, ob das Werkstück entsprechend der im Schritt des Bereitstellens bereitgestellten Steuerungsdaten bearbeitet wurde. So kann der Schritt des Prüfens eine Entscheidung über eine rekursive oder wiederholte Ausführung des Verfahrens treffen. Dabei kann im Schritt des Prüfens ein weiteres Kamerabild ausgewertet werden und ergänzend oder alternativ kann im Schritt des Prüfens ein Funktionstest durchgeführt werden.It is also favorable if, in one embodiment, the method comprises a step of checking the workpiece for a function after the providing step. It can be checked in the step of checking whether the workpiece has been processed according to the control data provided in the step of providing. Thus, the step of checking may make a decision on a recursive or repeated execution of the method. In this case, a further camera image can be evaluated in the step of checking, and additionally or alternatively, a function test can be carried out in the step of checking.

Im Schritt des Bestimmens kann die Information über den zu bearbeitenden Bereich klassifiziert werden und ergänzend oder alternativ räumlich bestimmt werden und ergänzend oder alternativ die Information über den zu bearbeitenden Bereich mittels zumindest eines Vektors beschrieben werden.In the step of determining, the information about the area to be processed can be classified and additionally or alternatively spatially determined and, additionally or alternatively, the information about the area to be processed can be described by means of at least one vector.

Ferner kann im Schritt des Aufbereitens die Steuerungsdaten inkrementell aufbereitet werden und in dem Schritt des Bereitstellens die Steuerungsdaten inkrementell bereitgestellt werden und ergänzend oder alternativ im Schritt des Aufbereitens die Steuerungsdaten ansprechend auf zumindest einen Prozessparameter aufbereitet werden. Unter einem Prozessparameter kann ein Bearbeitungswinkel oder ein Abstand oder eine Distanz zwischen zwei Bearbeitungsbahnen oder durch die Steuerungsdaten repräsentierten geometrischen Daten verstanden werden.Furthermore, in the step of processing the control data can be processed incrementally and in the step of providing the control data can be provided incrementally and additionally or alternatively in the step of preparing the control data in response to at least one process parameter. A process parameter can be understood to mean a machining angle or a distance or a distance between two machining paths or geometric data represented by the control data.

Günstig ist auch eine Ausführungsform, in der das Verfahren einen Schritt des Übertragens und ergänzend oder alternativ einen Schritt des Empfangens aufweist. Im Schritt des Übertragens kann die Information über den zu bearbeitenden Bereich nach dem Schritt des Bestimmens übertragen werden. In dem Schritt des Empfangens kann die Information über den zu bearbeitenden Bereich empfangen werden. Der Schritt des Empfangens der Information über den zu bearbeitenden Bereich kann nach dem Schritt des Übertragens und gleichzeitig oder alternativ vor dem Schritt des Aufbereitens ausgeführt werden. So kann ein Teil des Verfahrens abgesetzt von einem anderen Teil des Verfahrens ausgeführt werden. So können die einer Bildverarbeitung zuordenbaren Schritte in einer räumlichen Nähe zu dem Bilderfassungssensor und die einer Steuerung der Werkstückbearbeitungseinrichtung zuordenbaren Schritte in einer räumlichen Nähe zu einer Steuerung der Werkstückbearbeitungseinrichtung ausgeführt werden.Also advantageous is an embodiment in which the method comprises a step of transmitting and additionally or alternatively a step of receiving. In the step of transmitting, the information about the area to be processed may be transmitted after the step of determining. In the step of receiving, the information about the area to be processed can be received. The step of receiving the information about the area to be processed may be performed after the step of transmitting and simultaneously or alternatively before the step of rendering. Thus, part of the process may be carried out remotely from another part of the process. Thus, the steps associated with image processing in proximity to the image sensing sensor and the steps associated with control of the workpiece processing equipment may be carried out in close proximity to control of the workpiece processing equipment.

Wenn das Verfahren einen Schritt des Übertragens umfasst, ist es in einer Ausführungsform günstig, wenn im Schritt des Übertragens bei wiederholtem Ausführen der Schritte des Verfahrens eine inkrementelle Übertragung der Information über den zu bearbeitenden Bereich erfolgt. In einer Ausführungsform kann dabei eine zu dem vorangegangenen Ausführen des Schritts des Übertragens redundante Information unterdrückt werden. Dabei kann in einer Ausführungsform insbesondere ausschließlich eine Änderung der Information über den zu bearbeitenden Bereich zu dem vorangegangenen Ausführen des Schritts des Übertragens übertragen werden. Vorteilhaft kann die zu übertragende Information beschränkt werden, um Übertragungszeit zu sparen. Wenn möglichst wenig Information übertragen wird, da redundante Information oder sich zu einer vorab übertragenen Information nicht geänderte Information nicht übertragen wird, kann Übertragungszeit eingespart werden. Eine kürzere Übertragungszeit kann zu einer schnelleren Ausführungszeit des gesamten Verfahrens führen. Das Verfahren kann in einer Ausführungsform in weniger als 250 Millisekunden, insbesondere in einer günstigen Ausführungsform in weniger als 150 Millisekunden, insbesondere in einer besonders günstigen Ausführungsform in weniger als 100 Millisekunden, ausgeführt werden. In an embodiment, if the method comprises a step of transmitting, it is favorable if, in the step of transmitting, if the steps of the method are carried out repeatedly, an incremental transmission of the information about the region to be processed takes place. In one embodiment, redundant information may be suppressed from the previous execution of the step of transmitting. In this case, in one embodiment, in particular, only a change of the information about the area to be processed can be transmitted to the preceding execution of the step of the transfer. Advantageously, the information to be transmitted can be limited in order to save transmission time. If as little information as possible is transmitted, since redundant information or information not changed in advance to a previously transmitted information is not transmitted, transmission time can be saved. A shorter transmission time can lead to a faster execution time of the entire method. In one embodiment, the method can be carried out in less than 250 milliseconds, in particular in a favorable embodiment, in less than 150 milliseconds, in particular in a particularly favorable embodiment, in less than 100 milliseconds.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen beziehungsweise umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also provides a device for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece, wherein the device is designed to perform or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Die Vorrichtung weist die folgenden Merkmale auf:
eine Schnittstelle zum Einlesen eines Kamerabildes, wobei ein Kamerabild ein Sensorsignal eines Bilderfassungssensors und ergänzend oder alternativ eine aus dem Sensorsignal des Bilderfassungssensors abgeleitete Information repräsentiert, wobei das Kamerabild eine Vielzahl von Pixeln aufweist, wobei das Kamerabild ein Abbild des Werkstücks repräsentiert;
eine Einrichtung zum Bestimmen einer Information über einen zu bearbeitenden Bereich in dem Kamerabild, wobei der zu bearbeitende Bereich einen Teilbereich der Pixel des Kamerabildes umfasst;
eine Einrichtung zum Aufbereiten von Steuerungsdaten unter Verwendung der Information über den zu bearbeitenden Bereich, wobei die Steuerungsdaten zumindest geometrische Daten umfassen; und
eine Einrichtung zum Bereitstellen der Steuerungsdaten zur Ansteuerung eines Lasers und ergänzend oder alternativ eines Scanners und ergänzend oder alternativ einer Laserscanners, um das Werkstück zu bearbeiten.The device has the following features:
an interface for reading a camera image, wherein a camera image represents a sensor signal of an image acquisition sensor and additionally or alternatively an information derived from the sensor signal of the image acquisition sensor, the camera image having a plurality of pixels, the camera image representing an image of the workpiece;
a device for determining information about a region to be processed in the camera image, wherein the region to be processed comprises a partial region of the pixels of the camera image;
means for preparing control data using the information about the area to be processed, the control data comprising at least geometric data; and
a device for providing the control data for controlling a laser and additionally or alternatively a scanner and additionally or alternatively a laser scanner, in order to machine the workpiece.

In einer günstigen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zumindest einen primären Mikroprozessor und einen sekundären Prozessor. Dabei kann der sekundäre Prozessor als ein FPGA und ergänzend oder alternativ als ein digitaler Signalprozessor und ergänzend oder alternativ als ein ASIC ausgebildet sein. Zumindest ein Teil der Einrichtung zum Aufbereiten kann unter Verwendung des sekundären Prozessors und ein Teil der Einrichtung zum Bereitstellen unter Verwendung des primären Mikroprozessors umgesetzt sein. So können Standardroutinen auf dem primären Mikroprozessor ablaufen, der insbesondere für Standardroutinen wie Kommunikation oder Standardberechnungen optimiert sein kann. Der sekundäre Prozessor kann entsprechend der abzulaufenden Verfahrensschritte oder Algorithmen optimiert sein.In a favorable embodiment, the device comprises at least a primary microprocessor and a secondary processor. In this case, the secondary processor can be designed as an FPGA and additionally or alternatively as a digital signal processor and additionally or alternatively as an ASIC. At least part of the means for rendering may be implemented using the secondary processor and part of the means for providing using the primary microprocessor. Thus, standard routines can run on the primary microprocessor, which can be optimized especially for standard routines such as communication or standard calculations. The secondary processor can be optimized according to the process steps or algorithms to be run.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program product is installed on a computer or a device is also of advantage is performed.

Vorteilhaft wird durch einen Aspekt des hier vorgestellten Ansatzes ein Laserprozess mittels direkt im Produktionsprozess gewonnener Daten ohne Zeitverluste gesteuert. So kann vorteilhaft eine zu lasernde Kontur erst im Produktionsprozess bestimmt werden beziehungsweise kann sich die Lage des Werkstücks zum Bearbeitungslaser problemlos verändern, da sich die Steuerung entsprechend an die veränderte Lage des Werkstücks zum Bearbeitungslaser anpasst. Entsprechend einem Aspekt des vorgestellten Ansatzes können die abweichenden Daten während der Laserbearbeitung ermittelt werden, das heißt diese müssen nicht im System hinterlegt sein, wenn der eigentliche Laserprozess gestartet wird.Advantageously, by one aspect of the approach presented here, a laser process is controlled by means of directly obtained in the production process data without loss of time. Thus, advantageously, a contour to be lasered can only be determined during the production process, or the position of the workpiece relative to the processing laser can change without problems, since the controller adapts accordingly to the changed position of the workpiece to the processing laser. According to one aspect of the approach presented, the deviating data can be determined during the laser processing, that is, they do not have to be in the system be deposited when the actual laser process is started.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Lasersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a laser system according to an embodiment of the present invention;

2 eine schematische Darstellung eines Lasersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic representation of a laser system according to an embodiment of the present invention;

3 eine schematische Darstellung eines Lasersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a schematic representation of a laser system according to an embodiment of the present invention;

4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 a schematic representation of an apparatus for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece according to an embodiment of the present invention;

5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 a flowchart of a method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece according to an embodiment of the present invention;

6a bis 6e eine schematische Darstellung von Ergebnissen von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 6a to 6e a schematic representation of results of method steps of a method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece according to an embodiment of the present invention;

7a bis 7e eine schematische Darstellung von Ergebnissen von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 7a to 7e a schematic representation of results of method steps of a method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece according to an embodiment of the present invention;

8 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 8th a block diagram of an apparatus for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece according to an embodiment of the present invention;

9 bis 11 eine schematische Darstellung eines Werkstücks in einem Kamerabild mit einem zu bearbeitenden Bereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 9 to 11 a schematic representation of a workpiece in a camera image with a region to be processed according to an embodiment of the present invention; and

12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 12 a flowchart of a method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lasersystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Lasersystem 100 stellt ein besonderes Ausführungsbeispiel einer Werkstückbearbeitungseinrichtung 100 dar. 1 shows a schematic representation of a laser system 100 according to an embodiment of the present invention. The laser system 100 illustrates a particular embodiment of a workpiece processing device 100 represents.

Das Lasersystem 100 umfasst eine Laserquelle 102 mit einer Optik und Steuereinheit 104, einem Galvanometerscanner 106 mit einer Steuereinheit 104 und einem bildverarbeitenden System 108, wobei das bildverarbeitende System 108 eine Kamera 110 beziehungsweise eine bildgebende Einrichtung 110 und eine Recheneinrichtung 112 aufweist. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 104 sowohl mit der Laserquelle 102 als auch mit dem Galvanometerscanner 106 verbunden und leitet entsprechende Steuersignale an diese weiter. Ein von der Laserquelle 102 ausgehender Laserstrahl 114 wird von dem Galvanometerscanner 106 abgelenkt, sodass der Laserstrahl 114 über eine Oberfläche eines Werkstücks 116 geleitet wird. Die Kamera 110 ist derart angeordnet, dass die Erfassung beziehungsweise Bildaufnahme über den Strahlengang des Galvanometerscanners 106 erfolgt. So ist in dem Strahlengang zwischen der Laserquelle 102 und dem Galvanometerscanner 106 ein semitransparenter Spiegel angeordnet, durch den ein von der Laserquelle 102 emittierter Laserstrahl hindurchgeht und umgekehrt ein von dem Werkstück ausgehender und über den Galvanometerscanner geleiteter Lichtstrahl in Richtung der Kamera 110 geleitet wird.The laser system 100 includes a laser source 102 with an optic and control unit 104 , a galvanometer scanner 106 with a control unit 104 and an image processing system 108 , where the image processing system 108 a camera 110 or an imaging device 110 and a computing device 112 having. In the in 1 the embodiment shown is the control unit 104 both with the laser source 102 as well as with the galvanometer scanner 106 connected and passes corresponding control signals to these on. One from the laser source 102 outgoing laser beam 114 is from the galvanometer scanner 106 deflected so that the laser beam 114 over a surface of a workpiece 116 is directed. The camera 110 is arranged such that the detection or image acquisition via the beam path of the galvanometer scanner 106 he follows. So is in the beam path between the laser source 102 and the galvanometer scanner 106 a semitransparent mirror is disposed through which one of the laser source 102 emitted laser beam passes and vice versa emanating from the workpiece and guided over the galvanometer scanner light beam in the direction of the camera 110 is directed.

In einem Ausführungsbeispiel besteht ein Lasersystem 100 aus einer Laserquelle 102 mit Optik und Steuereinheit 104, einem Galvanometerscanner 106 mit Steuereinheit 104 und einem bildverarbeitenden System 108. Die Steuereinheit 104 des Galvanometerscanners 106 steuert eine x-y-Ablenkeinheit, welche aus optischen Spiegeln beziehungsweise Prismen aufgebaut ist und den Laserstrahl 114 innerhalb eines definierten Scanfeldes vorbestimmte Figuren ausführen lässt.In one embodiment, there is a laser system 100 from a laser source 102 with optics and control unit 104 , a galvanometer scanner 106 with control unit 104 and an image processing system 108 , The control unit 104 of the galvanometer scanner 106 controls an xy-deflection unit, which is constructed of optical mirrors or prisms and the laser beam 114 execute predetermined figures within a defined scan field.

Ein Aspekt des gezeigten Ausführungsbeispiels ist die Erzeugung dynamischer Scannerfiguren auf der Basis externer Daten. Externe Daten sind hier Bilddaten aus einer ortsauflösenden Kamera 110, welche im jeweiligen Laserprozess das Werkstück 116 vollständig oder teilweise abbilden. In einem der Bildaufnahme nachgelagerten Schritt werden die Daten erfasst und ausgewertet. Das Kamerasystem 110 und die für die Datenerfassung und Datenauswertung benötigte Hardware 112 und Software werden hier als bildverarbeitendes System 108 oder BV-System 108 bezeichnet.One aspect of the illustrated embodiment is the generation of dynamic scanner figures based on external data. External data here are image data from a spatially resolving camera 110 which in the respective laser process the workpiece 116 fully or partially. The data is recorded and evaluated in a step following the image acquisition. The camera system 110 and the hardware needed for data collection and evaluation 112 and software are here as an image processing system 108 or BV system 108 designated.

In 1 implizit dargestellt ist eine Steuerung dynamischer Laserprozesse von scannerbasierten Systemen in Kombination mit intelligenten Bildverarbeitungsalgorithmen, die in die Steuereinrichtung 104 integriert sind.In 1 implicitly represented is a control of dynamic laser processes of scanner-based systems in combination with intelligent image processing algorithms, which are integrated in the control device 104 are integrated.

In einem Ausführungsbeispiel sind für das Lasern einer Kontur auf dem Werkstück 116 mittels Galvanometerscanner 106 im System folgende Parameter hinterlegt: Laserparameter, wie beispielsweise Laserleistung und Frequenz, Daten zur Kontur des Werkstücks, wie beispielsweise Größe und geometrische Form, sowie Daten zur Positionierung der Kontur relativ zum Werkstück. Aus diesen Daten und der bestehenden Bearbeitungsaufgabe muss die geometrische Bahn des Laserstrahls 114 berechnet werden. Weiterhin ist die Energie, welche in das Werkstück 116 eingebracht werden soll, über eine Laserleistung und eine Frequenz steuerbar.In one embodiment, lasing a contour on the workpiece 116 by means of galvanometer scanner 106 The following parameters are stored in the system: Laser parameters, such as laser power and frequency, data on the contour of the workpiece, such as size and geometric shape, and data for positioning the contour relative to the workpiece. From this data and the existing machining task must be the geometric path of the laser beam 114 be calculated. Furthermore, the energy which is in the workpiece 116 is to be introduced, controllable via a laser power and a frequency.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Lasersystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann es sich um eine Variante des in 1 gezeigten und beschriebenen Lasersystems 100 handeln. Im Unterschied zu 1 ist in dem in 2 gezeigten Lasersystem 100 die Kamera 110 derart angeordnet, dass diese direkt das Werkstück 116 oder einen Teilbereich des Werkstück 116 erfasst. In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Kamera 110 um eine Zeilenkamera 110. 2 shows a schematic representation of a laser system 100 according to an embodiment of the present invention. At the in 2 embodiment shown may be a variant of in 1 shown and described laser system 100 act. In contrast to 1 is in the in 2 shown laser system 100 the camera 110 arranged so that these directly the workpiece 116 or a portion of the workpiece 116 detected. In one embodiment, the camera is 110 around a line camera 110 ,

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Lasersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann es sich um eine Variante des in 1 oder 2 gezeigten und beschriebenen Lasersystems 100 handeln. Im Unterschied zu 2 ist in dem in 3 gezeigten Lasersystem 100 die Kamera 110 derart angeordnet, dass diese ein Muster eines Werkstücks 116 erfasst. 3 shows a schematic representation of a laser system according to an embodiment of the present invention. At the in 3 embodiment shown may be a variant of in 1 or 2 shown and described laser system 100 act. In contrast to 2 is in the in 3 shown laser system 100 the camera 110 arranged such that it is a pattern of a workpiece 116 detected.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Block 108 repräsentiert eine Bildverarbeitung, ein Block 104 repräsentiert eine Scannersteuerung und ein Block 420 repräsentiert Einflussgrößen und/oder Störgroßen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Bildverarbeitung ausgebildet, eine Information über einen zu bearbeitenden Bereich bereitzustellen. Die Steuereinrichtung ist in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet, die Information über den zu bearbeitenden Bereich zu empfangen. Weiterhin ist die durch den Block 104 repräsentierte Steuereinrichtung ausgebildet, die durch den Block 420 repräsentierten Einflussgrößen und/oder Störgroßen zu empfangen und unter Verwendung der Einflussgrößen und/oder Störgroßen und/oder der Information über den zu bearbeitenden Bereich eine Werkstückbearbeitungseinrichtung anzusteuern. 4 shows a schematic representation of an apparatus for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece according to an embodiment of the present invention. A block 108 represents an image processing, a block 104 represents a scanner controller and a block 420 represents influencing variables and / or disturbance variables. In one embodiment, the image processing is configured to provide information about a region to be processed. The control device is in the in 4 shown embodiment adapted to receive the information about the area to be processed. Furthermore, the through the block 104 represented control means formed by the block 420 to receive influencing variables and / or disturbance variables represented and to control a workpiece processing device using the influencing variables and / or disturbance variables and / or the information about the area to be processed.

Die Bildverarbeitung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet, eine Kontur zu finden und zu charakterisieren. Dabei erzeugt die Bildverarbeitung ein FRAME, welches nur charakterisierende Merkmale enthält. Das FRAME wird mit dynamischen Zusatzparametern übertragen, wie beispielsweise Skalierung, Winkel, Offsets, Füllart, ... Ein FRAME kann eine Information über einen zu bearbeitenden Bereich bezeichnen. Von der Bildverarbeitung ausgehend erfolgt eine Datenübertragung beispielsweise über Ethernet, wobei ein spezielles, auf den Anwendungsfall angepasstes und optimiertes Datenprotokoll eingesetzt wird. So wird eine geschwindigkeitsoptimierte, komprimierte Datenübertragung ermöglicht. Die übertragenen FRAMEs sind Bildungsvorschriften für die endgültige Figur, das heißt für den zu bearbeitenden Bereich.The image processing is designed in the embodiment shown to find and characterize a contour. The image processing generates a FRAME which contains only characterizing features. The FRAME is transmitted with additional dynamic parameters, such as scaling, angles, offsets, fill type, ... A FRAME can indicate information about an area to be processed. Starting from the image processing, a data transmission takes place, for example, via Ethernet, wherein a special, adapted to the application and optimized data protocol is used. This enables speed-optimized, compressed data transmission. The transferred FRAMEs are educational rules for the final figure, ie for the area to be processed.

Die Bildungsvorschrift wird während der Bearbeitung in der Scannereinrichtung umgesetzt. So wird ein FRAME in Echtzeit während der Bearbeitung zusammengesetzt. Der FRAME kann auch als ein Vektor bezeichnet werden. Folgevektoren werden in einem Ausführungsbeispiel vor der Ausgabe durch Zusatzparameter modifiziert. Dies erlaubt eine sehr schnelle Bearbeitung ohne Post-Processing nach der Bildaufnahme. So wird eine dynamische Regelung des Prozesses umgesetzt, die auch auf externe Einflussgrößen anspricht. Ein entsprechendes Ergebnis oder Ausführungsbeispiel wird in 9 bis 11 dargestellt.The training specification is implemented during processing in the scanner device. This is how a FRAME is assembled in real time during editing. The FRAME can also be referred to as a vector. Following vectors are modified in one embodiment prior to output by additional parameters. This allows very fast processing without post-processing after image acquisition. Thus, a dynamic control of the process is implemented, which also addresses external factors. A corresponding result or exemplary embodiment is disclosed in 9 to 11 shown.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 530 zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Werkstück kann es sich um ein Ausführungsbeispiel oder eine Variante eines in 1 bis 3 gezeigtes Werkstück 116 handeln. Das Verfahren 530 zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks umfasst einen Schritt 532 des Einlesens eines Kamerabildes, einen Schritt 534 des Bestimmens einer Information über einen zu bearbeitenden Bereich in dem Kamerabild, einen Schritt 536 des Aufbereitens von Steuerungsdaten unter Verwendung der Information über den zu bearbeitenden Bereich sowie einen Schritt 538 des Bereitstellens der Steuerungsdaten zur Ansteuerung einer Werkstückbearbeitungseinrichtung, um das Werkstück zu bearbeiten. 5 shows a flowchart of a method 530 for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece according to an embodiment of the present invention. The workpiece may be an embodiment or a variant of an in 1 to 3 shown workpiece 116 act. The procedure 530 for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece comprises a step 532 of reading a camera image, a step 534 determining an information about an area to be processed in the camera image, a step 536 preparing control data using the information about the area to be processed, and a step 538 providing the control data for driving a workpiece processing device to machine the workpiece.

Das Kamerabild repräsentiert ein Sensorsignal eines Bilderfassungssensors und ergänzend oder alternativ eine aus dem Sensorsignal des Bilderfassungssensors abgeleitete Information, wobei das Kamerabild eine Vielzahl von Pixeln aufweist. Das Kamerabild repräsentiert ein Abbild des Werkstücks. Der zu bearbeitende Bereich umfasst einen Teilbereich der Pixel des Kamerabildes. Die Steuerungsdaten umfassen zumindest geometrische Daten. Bei der Werkstückbearbeitungseinrichtung handelt es sich in einem Ausführungsbeispiel insbesondere um einen Laser und/oder einen Scanner und/oder einen Laserscanner. The camera image represents a sensor signal of an image acquisition sensor and additionally or alternatively an information derived from the sensor signal of the image acquisition sensor, the camera image having a plurality of pixels. The camera image represents an image of the workpiece. The area to be processed comprises a subarea of the pixels of the camera image. The control data comprises at least geometric data. In one exemplary embodiment, the workpiece processing device is in particular a laser and / or a scanner and / or a laser scanner.

Vor dem Schritt 532 des Einlesens oder alternativ im Schritt 532 des Einlesens erfolgt in einem Teilschritt der Aufnahme die Bildaufnahme des zu bearbeitenden Werkstücks beziehungsweise relevanter Ausschnitte. Möglichkeiten der Kamerapositionierung beziehungsweise Bildaufnahme im laufenden Prozess sind in 1 bis 3 dargestellt.Before the step 532 reading in or alternatively in the step 532 the reading in a sub-step of the recording, the image recording of the workpiece to be machined or relevant cutouts. Possibilities of camera positioning or image recording in the current process are in 1 to 3 shown.

Der Schritt 534 des Bestimmens umfasst die Auswertung der Bilddaten mittels in der Bildverarbeitung bekannter Algorithmen und Funktionen entsprechend gegebener Aufgabenstellungen, beispielsweise Bestimmung der Außenkontur mit Fehlstellen/Ausbrüchen, Bestimmung der Lage bezüglich Auflage- beziehungsweise Transportsystem, Bestimmung der Lage und Form von Innenkonturen (Bohrungen, Durchbrüche) oder Erfassen von Defekten (Inhomogenitäten, Fehlstellen..).The step 534 the determination comprises the evaluation of the image data by means of algorithms and functions known in image processing in accordance with given tasks, for example determination of the outer contour with defects / outbreaks, determination of the position relative to support or transport system, determination of the position and shape of inner contours (holes, apertures) or Detecting defects (inhomogeneities, defects ..).

Im Ergebnis dieser Erkennung liegen Daten zu den für die Aufgabenstellung relevanten Kamera-Pixeln mit ihren Adressen und jeweiligen digitalen Inhalten vor. Dies wäre in einem Ausführungsbeispiel ”Kurzschlussreparatur” der zentrale Punkt der defekten Fläche und seine Ausdehnung über das Werkstück. Daraus lässt sich die Kontur ermitteln, welche mittels Laser bearbeitet, und in diesem speziellen Fall elektrisch isoliert, werden soll. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 6a bis 6e dargestellt.As a result of this detection, data are available on the camera pixels relevant for the task with their addresses and respective digital contents. In one exemplary embodiment, "short-circuit repair", this would be the central point of the defective surface and its extent over the workpiece. From this it is possible to determine the contour which is machined by means of a laser and, in this special case, to be electrically isolated. A corresponding embodiment is in 6a to 6e shown.

Im Schritt 536 des Aufbereitens werden in einem Ausführungsbeispiel die im Schritt 534 des Bestimmens ermittelten Daten mittels Koordinatentransformation als Input für die Steuerung des Scanners umgewandelt beziehungsweise aufbereitet. Insbesondere betrifft dies die Steuerung des Laserstrahls in den x-Koordinaten und den y-Koordinaten. Diese geometrischen Daten werden mit den jeweiligen Laserparametern wie beispielsweise Leistung oder Frequenz ergänzt und an den Scanner übergeben. Dabei kommt es vor allem auf eine hohe Geschwindigkeit der Datenberechnungen und Datenübertragungen an. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Zeit von der Bildaufnahme bis zur Scannerausgabe weniger wie 250 ms. Der Schritt 536 des Aufbereitens umfasst in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel einen Teilschritt der Vektorisierung, in dem die geometrischen Daten in Vektoren mit einer geometrischen Position gewandelt werden.In step 536 the processing in one embodiment, the in step 534 the determination of determined data by means of coordinate transformation as input for the control of the scanner or processed. In particular, this relates to the control of the laser beam in the x-coordinates and the y-coordinates. These geometric data are supplemented with the respective laser parameters such as power or frequency and transferred to the scanner. Above all, it depends on a high speed of data calculations and data transmissions. In one embodiment, the time from image capture to scanner output is less than 250 ms. The step 536 In a non-illustrated embodiment, the processing includes a sub-step of the vectorization, in which the geometric data is converted into vectors having a geometric position.

Im nachfolgenden Schritt 538 des Bereitstellens erfolgt in einem Ausführungsbeispiel die eigentliche Laserbearbeitung des Werkstücks. Der Scanner steuert den Laserstrahl mit den programmierten geometrischen und lasertechnischen Parametern über das Werkstück. Je nach Ausführungsbeispiel werden die für die Steuerung der Werkstückbearbeitungseinrichtung erforderlichen Daten bereitgestellt oder in einem nicht dargestellten Teilschritt der Bearbeitung wird das Werkstück bereits bearbeitet.In the following step 538 Provision is made in one embodiment, the actual laser machining of the workpiece. The scanner controls the laser beam with the programmed geometric and laser parameters over the workpiece. Depending on the exemplary embodiment, the data required for the control of the workpiece processing device is provided or in a sub-step of the machining, not shown, the workpiece is already processed.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 530 einen Schritt des Prüfens der Funktionalität. Dieser Schritt des Prüfens beinhaltet eine Funktionsprüfung innerhalb des Bearbeitungsprozesses. Im Beispiel einer Kurzschlussreparatur, die in 6a bis 6e noch weiter ausgeführt wird, wäre dies beispielsweise ein elektrischer Test unter Anlegen von Spannung an das Werkstück. Im Falle einer nicht gelungenen Reparatur, das heißt einer nicht vollständigen Isolierung, kann der Prozess nochmals durchlaufen werden. Im Beispiel ”nahtfreies Zusammensetzen”, der in 7a bis 7e weiter ausgeführt ist, kann die Prüfung optisch erfolgen mittels gleicher Bildaufnahmetechnik und speziell für die Prüfung hinterlegten Auswertealgorithmen.In an embodiment not shown, the method comprises 530 a step of testing functionality. This step of checking includes a functional check within the machining process. In the example of a short circuit repair, the in 6a to 6e will be further elaborated, this would be, for example, an electrical test by applying voltage to the workpiece. In the case of an unsuccessful repair, that is, an incomplete insulation, the process can be run again. In the example "seamless assembly", which in 7a to 7e is carried out further, the test can be carried out optically using the same image recording technology and specially deposited for the test evaluation algorithms.

6a bis 6e zeigt eine schematische Darstellung von Ergebnissen von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6a bis 6e zeigen ein Ausführungsbeispiel des Reparierens von Kurzschlüssen in elektrisch aktiven Schichten, insbesondere elektrochromen Scheiben. Hierbei handelt es sich um Störungen in elektrisch aktiven Schichten, welche die Funktion des gesamten Bauteils einschränken beziehungsweise zum Totalausfall führen. Diese Störungen können beispielsweise Verunreinigungen, Fehlstellen oder Inhomogenitäten sein. Funktionsausfälle werden in elektrischen Tests während des Herstellungsprozesses festgestellt. Ein Ausschleusen der defekten Bauteile, Reparieren und nochmaliges Einbringen in den Prozess ist schwer praktikabel und verringert die Effizienz. 6a to 6e shows a schematic representation of results of method steps of a method for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece according to an embodiment of the present invention. 6a to 6e show an embodiment of the repair of short circuits in electrically active layers, in particular electrochromic disks. These are faults in electrically active layers, which limit the function of the entire component or lead to total failure. These disturbances can be, for example, impurities, defects or inhomogeneities. Functional failures are detected in electrical tests during the manufacturing process. Removing the defective components, repairing them and re-introducing them into the process is difficult to implement and reduces efficiency.

Hier setzt ein Aspekt des vorgestellten Verfahrens an. Im laufenden Prozess wird das fehlerhafte Werkstück kameratechnisch erfasst. Die erwarteten Störungen heben sich im Allgemeinen vom homogenen Untergrund ab, können aber auch durch spezielle elektrische Ansteuerungen, adaptierte Beleuchtungen oder ähnliche Maßnahmen für die Kameraaufnahme sichtbar gemacht werden. Die gewonnenen Daten werden sofort aufbereitet und als Steuerprogramm an den Laserscanner übergeben. Der Laser isoliert die Fehlstelle durch eine um den gesamten Umfang geschlossene Spur mit komplettem Schichtabtrag. Eine erneute Funktionsprüfung ist unmittelbar danach möglich, der Prozess kann nahezu ohne Unterbrechung weiter ablaufen.This is where one aspect of the presented process comes in. During the ongoing process, the defective workpiece is detected by camera technology. The expected disturbances are generally differentiated from the homogeneous background, but can also be made visible by special electrical controls, adapted lighting or similar measures for camera recording. The The data obtained are processed immediately and transferred to the laser scanner as a control program. The laser isolates the defect with a completely closed track with complete layer removal. A new functional test is possible immediately afterwards, and the process can continue almost without interruption.

Die 6a bis 6e zeigen ein Kamerabild mit Zusatzinformation, nach einem Ausführen eines oder mehrerer Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks, wie es in 5 beschrieben ist. 6a zeigt ein Beispiel eines Kamerabildes, wie es in dem Schritt 532 des Einlesens eingelesen wird. 6b zeigt das Ergebnis nach dem Schritt des Bestimmens, in dem eine Fehlstelle erkannt und bestimmt wurde und als Information über den zu bearbeitenden Bereich bereitgestellt wird. Im Schritt 536 des Aufbereitens werden aus der Information des zu bearbeitenden Bereichs Steuerungsdaten gewonnen, beispielsweise mittels einer Vektorisierung. Dies ist in 6c dargestellt. 6d zeigt die im Schritt 538 des Bereitstellens bereitgestellten Steuerungsdaten beziehungsweise eine Spur, die ein Laserscanner oder ein Laser ansprechend auf die Steuerungsdaten auf dem Werkstück abgefahren ist, beziehungsweise bearbeitet hat. In 6e ist eine Ergebniskontrolle in einem Schritt des Prüfens dargestellt.The 6a to 6e show a camera image with additional information after performing one or more method steps of a method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece, as shown in FIG 5 is described. 6a shows an example of a camera image, as in the step 532 read in. 6b shows the result after the step of determining where a defect has been detected and determined and provided as information about the area to be processed. In step 536 of the processing control data are obtained from the information of the area to be processed, for example by means of a vectorization. This is in 6c shown. 6d shows the in step 538 the provision of provided control data or a track that a laser scanner or a laser has traveled in response to the control data on the workpiece, or edited. In 6e a result check is shown in a step of checking.

7a bis 7e zeigen eine schematische Darstellung von Ergebnissen von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei wird in einem Ausführungsbeispiel ein nahtfreies Zusammensetzen von großflächigen, dynamisch zu erzeugenden, Figuren dargestellt. 7a to 7e 12 show a schematic representation of results of method steps of a method for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece according to an exemplary embodiment of the present invention. In this case, in one exemplary embodiment, a seamless assembly of large-area, dynamically generated figures is shown.

Scannerbasierte Laseranwendungen beschränken die Größe der zu bearbeitenden Fläche auf die maximal möglichen Ablenkwinkel der Scannerspiegel. Eine Vergrößerung dieses möglichen Bearbeitungsfeldes ist nicht nur technisch aufwendiger, sondern kommt auch an optische Grenzen durch Abbildungsfehler. Eine Bewegung des Werkstücks, relativ zum Scanfeld ist problematisch, da die nächste Figur exakt ”nahtfrei” an die bereits gelaserte Figur aus dem vorhergehenden Bearbeitungsschritt anzusetzen ist. Aufwendige Vermessungen und Ausrichtungen des Werkstücks verzögern den Prozess. Das Problem wird ähnlich gelöst wie in dem in 6a bis 6e dargestellten Ausführungsbeispiel.Scanner-based laser applications limit the size of the surface to be processed to the maximum possible deflection angles of the scanner mirrors. An enlargement of this possible processing field is not only technically more complex, but also comes to optical limits due to aberrations. A movement of the workpiece, relative to the scan field is problematic because the next figure is exactly "seamless" to be attached to the already lasered figure from the previous processing step. Costly measurements and alignments of the workpiece delay the process. The problem is solved similar to the one in 6a to 6e illustrated embodiment.

Nach abgeschlossener Relativbewegung zwischen Werkstück und Scanner wird die zuletzt gelaserte Spur mittels Kamera aufgenommen. Lage und Kontur werden datentechnisch aufbereitet. Diese Daten müssen mit der neu zu lasernden Figur verarbeitet und als Steuerprogramm an den Scanner übergeben werden. Eine optische Prüfung kann mittels Kamera unmittelbar nach dem Laserprozess erfolgen.After completion of the relative movement between the workpiece and the scanner, the last lasered track is recorded by means of a camera. Location and contour are prepared by data technology. These data must be processed with the newly lasered figure and passed to the scanner as a control program. An optical inspection can be carried out by means of a camera immediately after the laser process.

Die 7a bis 7e zeigen ein Kamerabild mit Zusatzinformation, nach einem Ausführen eines oder mehrerer Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks, wie es in 5 beschrieben ist. Verfahrensschritte entsprechen dem Ausführungsbeispiel, welches in 6a bis 6e gezeigt ist, mit dem Unterschied, dass ein nahtfreies Zusammensetzen von dynamisch zu erzeugenden Figuren dargestellt wird. 7a zeigt ein Beispiel eines Kamerabildes, wie es in dem Schritt 532 des Einlesens eingelesen wird. 7b zeigt das Ergebnis nach dem Schritt des Bestimmens, in dem eine Abbildung einer Kontur erkannt und bestimmt wurde und als Information über den zu bearbeitenden Bereich bereitgestellt wird. Im Schritt 536 des Aufbereitens werden aus der Information des zu bearbeitenden Bereichs Steuerungsdaten gewonnen, beispielsweise mittels einer Vektorisierung. Dies ist in 7c dargestellt. 7d zeigt die im Schritt 538 des Bereitstellens bereitgestellten Steuerungsdaten beziehungsweise eine Spur, die ein Laserscanner oder ein Laser ansprechend auf die Steuerungsdaten auf dem Werkstück abgefahren ist, beziehungsweise bearbeitet hat. In 7e ist eine Ergebniskontrolle in einem Schritt des Prüfens dargestellt.The 7a to 7e show a camera image with additional information after performing one or more method steps of a method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece, as shown in FIG 5 is described. Process steps correspond to the embodiment which is described in 6a to 6e is shown, with the difference that a seamless assembly of dynamically generated figures is shown. 7a shows an example of a camera image, as in the step 532 read in. 7b shows the result after the step of determining in which an image of a contour has been detected and determined and provided as information about the area to be processed. In step 536 of the processing control data are obtained from the information of the area to be processed, for example by means of a vectorization. This is in 7c shown. 7d shows the in step 538 the provision of provided control data or a track that a laser scanner or a laser has traveled in response to the control data on the workpiece, or edited. In 7e a result check is shown in a step of checking.

8 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 840 zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 840 ist ausgebildet, eine Variante des in 5 beschriebenen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen. Bei dem Werkstück kann es sich um ein Ausführungsbeispiel des in 1 bis 3 gezeigten Werkstücks 116 handeln. Die Vorrichtung 840 ist in einem Ausführungsbeispiel in ein Lasersystem 100 entsprechend einem in 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel integriert. Die Vorrichtung 840 umfasst eine Schnittstelle 842 zum Einlesen eines Kamerabildes, wobei ein Kamerabild ein Sensorsignal eines Bilderfassungssensors und/oder eine aus dem Sensorsignal des Bilderfassungssensors abgeleitete Information repräsentiert, wobei das Kamerabild eine Vielzahl von Pixeln aufweist, wobei das Kamerabild ein Abbild des Werkstücks repräsentiert, eine Einrichtung 844 zum Bestimmen einer Information über einen zu bearbeitenden Bereich in dem Kamerabild, wobei der zu bearbeitende Bereich einen Teilbereich der Pixel des Kamerabildes umfasst, eine Einrichtung 846 zum Aufbereiten von Steuerungsdaten unter Verwendung der Information über den zu bearbeitenden Bereich, wobei die Steuerungsdaten zumindest geometrische Daten umfassen sowie eine Einrichtung 848 zum Bereitstellen der Steuerungsdaten zur Ansteuerung eines Lasers und/oder eines Scanners und/oder eines Laserscanners, um das Werkstück zu bearbeiten. In dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 840 eine optionale Einrichtung 850 zum Bearbeiten auf, wobei ein Scanner und ein Laser unter Verwendung der Steuerungsdaten angesteuert werden, um das Werkstück lasertechnisch in dem im Kamerabild dargestellten und in der Einrichtung 844 zum Bestimmen bestimmten zu bearbeitenden Bereich zu bearbeiten. 8th shows a block diagram of a device 840 for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece according to an embodiment of the present invention. The device 840 is trained, a variant of in 5 to perform the procedure described in appropriate institutions. The workpiece may be an embodiment of the in 1 to 3 shown workpiece 116 act. The device 840 is in one embodiment in a laser system 100 according to one in 1 to 3 integrated embodiment described. The device 840 includes an interface 842 for reading in a camera image, a camera image representing a sensor signal of an image acquisition sensor and / or information derived from the sensor signal of the image acquisition sensor, the camera image having a plurality of pixels, the camera image representing an image of the workpiece, a device 844 for determining information about a region to be processed in the camera image, wherein the region to be processed comprises a partial region of the pixels of the camera image, a device 846 for preparing control data using the information about the area to be processed, the control data comprising at least geometric data and a Facility 848 for providing the control data for controlling a laser and / or a scanner and / or a laser scanner in order to machine the workpiece. In the in 8th embodiment shown, the device 840 an optional device 850 for editing, wherein a scanner and a laser are controlled using the control data to laser the workpiece in the image displayed in the camera and in the device 844 for determining certain area to be edited.

In einem in 8 nicht gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 840 zumindest einen primären Mikroprozessor und einen sekundären Prozessor. Der sekundäre Prozessor ist als ein FPGA und ergänzend oder alternativ als ein digitaler Signalprozessor und ergänzend oder alternativ als ein ASIC ausgebildet, wobei zumindest ein Teil der Einrichtung 846 zum Aufbereiten unter Verwendung des sekundären Prozessors und ein Teil der Einrichtung 848 zum Bereitstellen unter Verwendung des primären Mikroprozessors umgesetzt ist.In an in 8th not shown embodiment includes the device 840 at least a primary microprocessor and a secondary processor. The secondary processor is designed as an FPGA and additionally or alternatively as a digital signal processor and additionally or alternatively as an ASIC, wherein at least a part of the device 846 for rendering using the secondary processor and part of the device 848 implemented for deployment using the primary microprocessor.

Als ein Aspekt der vorgestellten Vorrichtung 840 kann diese in einem Ausführungsbeispiel für beliebige Laserprozesse verwendet werden. Dabei ermöglichen Hardware-Module eine Ansteuerung verschiedener Laser beziehungsweise eine Ansteuerung diverser Scanner. Dabei wird in einer Variante eine automatische Selbstkalibrierung der Scanner unterstützt (ASC – AutoSelfCalibration). Eine Kommunikation zu einer SPS ist über „Draht” beziehungsweise digitale Signale und ergänzend oder alternativ über Ethernet vorgesehen. Dabei werden in einer Variante geschwindigkeitsoptimierte Ethernet-Protokolle eingesetzt. Insbesondere eine Kombination eines 32-Bit-Mikrocontrollers mit einem FPGA als sekundärem Prozessor schafft eine hochperformante Echtzeitsteuerung. Kommunikation und Berechnungen werden von dem Mikrocontroller übernommen und sehr schnelle Prozesse durch programmierbare Logik des FPGAs realisiert.As an aspect of the presented device 840 This can be used in one embodiment for any laser processes. Hardware modules enable control of different lasers or control of various scanners. In one variant, an automatic self-calibration of the scanners is supported (ASC - AutoSelfCalibration). Communication to a PLC is provided via "wire" or digital signals and additionally or alternatively via Ethernet. In one variant, speed-optimized Ethernet protocols are used. In particular, a combination of a 32-bit microcontroller with an FPGA as a secondary processor provides high-performance real-time control. Communication and calculations are taken over by the microcontroller and very fast processes are realized by programmable logic of the FPGA.

9 bis 11 zeigen eine schematische Darstellung eines Werkstücks in einem Kamerabild mit einem zu bearbeitenden Bereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 9 ist eine Kontur eines zu bearbeitenden Bereichs erkannt, wobei die Kontur eine rechteckige Form aufweist. Die Kontur ist durch zwei x/y-Koordinaten definiert. Die in 9 gezeigte schematische Darstellung eines Kamerabildes zeigt ein „Kontur finden” oder ein „Kontur charakterisieren”. 9 to 11 show a schematic representation of a workpiece in a camera image with a region to be processed according to an embodiment of the present invention. In 9 a contour of a region to be processed is recognized, the contour having a rectangular shape. The contour is defined by two x / y coordinates. In the 9 shown schematic representation of a camera image shows a "find contour" or a "contour characterize".

10 zeigt eine weitere Verarbeitung der in 9 gezeigten schematischen Darstellung eines Werkstücks in einem Kamerabild mit einem zu bearbeitenden Bereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zum Bestimmen eines in 9 beschriebenen FRAME beziehungsweise der Information eines zu bearbeitenden Bereichs wird ein Reduzieren und/oder Komprimieren angestrebt. So wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Kontur über nur zwei x/y-Koordinaten beschrieben und mit dynamischen Parametern ergänzt. In der dargestellten Variante, beziehungsweise in dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel werden beispielsweise als dynamische Parameter ein Füllen mit Geraden in einem Winkel von 45° und einem Abstand der zueinander parallelen Geraden von 120 μm gefordert. Dies kann beispielsweise als „fill: 45°, distance: 120 μm” der Information über den zu bearbeitenden Bereich hinzugefügt werden. 10 shows a further processing of in 9 shown schematic representation of a workpiece in a camera image with a region to be processed according to an embodiment of the present invention. To determine an in 9 FRAME or the information of a region to be processed, a reduction and / or compression is sought. Thus, in the exemplary embodiment shown, the contour is described via only two x / y coordinates and supplemented with dynamic parameters. In the illustrated variant, or in the in 11 shown embodiment, for example, as dynamic parameters filling with straight lines at an angle of 45 ° and a distance of parallel lines of 120 microns required. This can be added, for example, as "fill: 45 °, distance: 120 μm" of the information about the area to be processed.

11 zeigt eine schematische Darstellung eines Werkstücks in einem Kamerabild mit einem zu bearbeitenden Bereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die in 10 beschriebene Bildungsvorschrift während einer Bearbeitung umgesetzt wird. So ist die Kontur durch parallele Geraden in einem Abstand von 120 μm, die in einem Winkel von 45° zu einer Bezugsgeraden stehen, beschrieben. 11 shows a schematic representation of a workpiece in a camera image with a region to be processed according to an embodiment of the present invention, wherein the in 10 is implemented during processing. Thus, the contour is described by parallel lines at a distance of 120 microns, which are at an angle of 45 ° to a reference line.

12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen dynamischer Scannerfiguren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Ablaufdiagramm kann eine Variante des in 5 gezeigten Verfahren 530 darstellen. Neben dem Schritt 532 des Einlesens eines Kamerabildes, dem Schritt 534 des Bestimmens einer Information über einen zu bearbeitenden Bereich in dem Kamerabild, dem Schritt 536 des Aufbereitens von Steuerungsdaten unter Verwendung der Information über den zu bearbeitenden Bereich sowie dem Schritt 538 des Bereitstellens der Steuerungsdaten zur Ansteuerung einer Werkstückbearbeitungseinrichtung, um das Werkstück zu bearbeiten umfasst das in 12 dargestellte Ausführungsbeispiel weitere optionale Schritte. 12 FIG. 12 is a flowchart of a method for generating dynamic scanner figures for machining a workpiece according to an embodiment of the present invention. The flowchart may be a variant of the in 5 shown method 530 represent. Next to the step 532 reading in a camera image, the step 534 determining an information about an area to be processed in the camera image, the step 536 the preparation of control data using the information about the area to be processed as well as the step 538 providing the control data for driving a workpiece processing device to machine the workpiece comprises the in 12 illustrated embodiment, further optional steps.

In einem optionalen Schritt 1270 des Bearbeitens nach dem Schritt 538 des Bereitstellens wird ein Scanner und ein Laser unter Verwendung der Steuerungsdaten angesteuert, um das Werkstück lasertechnisch in dem im Kamerabild dargestellten und im Schritt 534 des Bestimmens bestimmten zu bearbeitenden Bereich zu bearbeiten.In an optional step 1270 editing after the step 538 the provision of a scanner and a laser is controlled using the control data to laser the workpiece in the image shown in the camera and in the step 534 of determining certain area to be edited.

In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 536 des Aufbereitens die Steuerungsdaten mittels einer Koordinatentransformation der Information über den zu bearbeitenden Bereich und ergänzend oder alternativ mittels einer Koordinatentransformation der Pixel des Teilbereichs und ergänzend oder alternativ durch Einpassen eines Polynoms in den Teilbereich und ergänzend oder alternativ durch Einpassen einer, insbesondere stetigen, Funktion in den Teilbereich aufbereitet, sodass das Polynom und ergänzend oder alternativ die, insbesondere stetige, Funktion zumindest zwei Pixel des Teilbereichs, zumindest näherungsweise und ergänzend oder alternativ in einem Toleranzbereich, einschließt.In one embodiment, in step 536 processing the control data by means of a coordinate transformation of the information about the area to be processed and additionally or alternatively by means of a coordinate transformation of the pixels of the partial area and additionally or alternatively by fitting a polynomial into the partial area and additionally or alternatively by fitting a, in particular continuous, function in the subregion is processed, so that the polynomial and, additionally or alternatively, the, in particular continuous, function includes at least two pixels of the subregion, at least approximately and additionally or alternatively within a tolerance range.

Optional umfasst das Verfahren 530 in einem Ausführungsbeispiel einen Schritt 1272 des Prüfens des Werkstücks auf eine Funktion nach dem Schritt 538 des Bereitstellens.Optionally, the method includes 530 in one embodiment, a step 1272 checking the workpiece for a function after the step 538 of providing.

In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 534 des Bestimmens die Information über den zu bearbeitenden Bereich klassifiziert und ergänzend oder alternativ räumlich bestimmt und ergänzend oder alternativ wird die Information über den zu bearbeitenden Bereich mittels zumindest eines Vektors beschrieben.In one embodiment, in step 534 the information about the area to be processed is classified and supplementally or alternatively determined spatially and additionally or alternatively the information about the area to be processed is described by means of at least one vector.

In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 536 des Aufbereitens die Steuerungsdaten inkrementell aufbereitet und werden in dem Schritt 538 des Bereitstellens die Steuerungsdaten inkrementell bereitgestellt und ergänzend oder alternativ im Schritt 536 des Aufbereitens die Steuerungsdaten ansprechend auf zumindest einen Prozessparameter aufbereitet.In one embodiment, in step 536 of the processing, the control data is processed incrementally and is in the step 538 providing the control data incrementally and additionally or alternatively in the step 536 the conditioning prepares the control data in response to at least one process parameter.

Optional umfasst das Verfahren 530 in einem Ausführungsbeispiel einen Schritt 1274 des Übertragens der Information über den zu bearbeitenden Bereich nach dem Schritt 534 des Bestimmens und einen Schritt 1276 des Empfangens der Information über den zu bearbeitenden Bereich nach dem Schritt 1274 des Übertragens und vor dem Schritt 536 des Aufbereitens.Optionally, the method includes 530 in one embodiment, a step 1274 transmitting the information about the area to be processed after the step 534 determining and a step 1276 receiving the information about the area to be processed after the step 1274 of transferring and before the step 536 of processing.

In einem Ausführungsbeispiel erfolgt im Schritt 1274 des Übertragens bei wiederholtem Ausführen der Schritte des Verfahrens 530 eine inkrementelle Übertragung der Information über den zu bearbeitenden Bereich, wobei ausschließlich eine Änderung der Information über den zu bearbeitenden Bereich zu dem vorangegangenen Ausführen des Schritts 1274 des Übertragens übertragen wird. In einer Variante des Schritts 1274 des Übertragens werden bei einem wiederholten Ausführen der Schritt des Verfahrens 530 zu dem vorangegangenen Ausführen des Schritts des Übertragens redundante Informationen unterdrückt.In one embodiment, the step is done 1274 transferring upon repeatedly performing the steps of the method 530 an incremental transmission of the information about the area to be processed, wherein only a change of the information about the area to be processed to the previous execution of the step 1274 the transfer is transmitted. In a variant of the step 1274 the transfer becomes the step of the procedure in a repeated execution 530 suppresses redundant information to the previous execution of the step of transmitting.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder”-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Lasersystem, WerkstückbearbeitungseinrichtungLaser system, workpiece processing device
102102: Laserquellelaser source
104104: Steuereinheitcontrol unit
106106: Galvanometerscannergalvanometer
108108: bildverarbeitendes System, BV-Systemimage processing system, BV system
110110: Kameracamera
112112: Recheneinrichtungcomputing device
114114: Laserstrahllaser beam
116116: Werkstückworkpiece
420420: Einflussgröße, StörgrößeInfluencing variable, disturbance variable
530530: Verfahrenmethod
532532: Schritt des EinlesensStep of reading in
534534: Schritt des BestimmensStep of determining
536536: Schritt des AufbereitensStep of processing
538538: Schritt des BereitstellensStep of providing
840840: Vorrichtungcontraption
842842: Schnittstelle zum EinlesenInterface for reading
844844: Einrichtung zum BestimmenDevice for determining
846846: Einrichtung zum AufbereitenDevice for processing
848848: Einrichtung zum BereitstellenDevice for providing
850850: Einrichtung zum BearbeitenSetup for editing
12701270: Schritt des BearbeitensStep of editing
12721272: Schritt des PrüfensStep of testing
12741274: Schritt des ÜbertragenStep of transferring
12761276: Schritt des EmpfangensStep of receiving

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19633953 [0003]
WO 2012/154320 [0004]

Claims

Procedure ( 530 ) for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece ( 116 ), characterized by the following steps: reading in ( 532 ) of a camera image, wherein a camera image represents a sensor signal of an image acquisition sensor and / or an information derived from the sensor signal of the image acquisition sensor, the camera image having a multiplicity of pixels, the camera image comprising an image of the workpiece ( 116 represents; Determine ( 534 ) information about a region to be processed in the camera image, wherein the region to be processed comprises a portion of the pixels of the camera image; Processing ( 536 ) control data using the information about the area to be processed, the control data comprising at least geometric data; and deploy ( 538 ) of the control data for controlling a workpiece processing device ( 100 ), in particular a laser and / or a scanner and / or a laser scanner, in order to machine the workpiece using the control data.

Procedure ( 530 ) according to claim 1, characterized in that in the step of preparing the control data are processed using laser parameters, wherein the laser parameters include in particular a power and / or a frequency for driving the laser.

Procedure ( 530 ) according to one of the preceding claims, characterized by a step ( 1270 ) of editing after step ( 538 ) of providing, wherein a scanner and a laser are driven using the control data to the workpiece ( 116 ) laser technically in the one shown in the camera image and in the step ( 534 ) of determining certain area to be edited.

Procedure ( 530 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in step ( 536 ) of the processing the control data by means of a coordinate transformation of the information about the area to be processed and / or processed by a coordinate transformation of the pixels of the subarea and / or by fitting a polynomial in the subarea and / or by fitting a, in particular continuous, function in the subarea so that the polynomial and / or the, in particular continuous, function includes at least two pixels of the partial area, at least approximately and / or in a tolerance range.

Procedure ( 530 ) according to one of the preceding claims, characterized by a step ( 1272 ) of checking the workpiece ( 116 ) to a function after step ( 1270 ) of providing and / or step ( 538 ) of providing.

Procedure ( 530 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in step ( 534 ) of determining the information about the area to be processed is classified and / or spatially determined and / or the information about the area to be processed is described by means of at least one vector.

Procedure ( 530 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in step ( 536 ) of the conditioning, the control data are processed incrementally and in step ( 538 ) of providing the control data incrementally and / or in step ( 536 ) of the conditioning, the control data are processed in response to at least one process parameter.

Procedure ( 530 ) according to one of the preceding parameters, characterized by a step ( 1274 ) of transmitting the information about the area to be revised after step ( 534 ) determining and a step ( 1276 ) of receiving the information about the area to be processed after the step ( 1274 ) of the transfer and before the step ( 536 ) of processing.

Procedure ( 530 ) according to claim 8, characterized in that in step ( 1274 ) of the transmission in repeated execution of the steps of the method ( 530 ) an incremental transmission of the information about the area to be processed, one of the previous execution of the step ( 1274 ) of transmitting redundant information is suppressed.

Contraption ( 840 ) for generating dynamic scanner figures for processing a workpiece ( 116 ), the device ( 840 ) has the following features: an interface ( 842 ) for reading in a camera image, wherein a camera image represents a sensor signal of an image acquisition sensor and / or an information derived from the sensor signal of the image acquisition sensor, wherein the camera image has a multiplicity of pixels, the camera image comprising an image of the workpiece ( 116 represents; An institution ( 844 ) for determining information about a region to be processed in the camera image, wherein the region to be processed comprises a partial region of the pixels of the camera image; An institution ( 846 ) for preparing control data using the information about the area to be processed, wherein the Control data comprise at least geometric data; and a facility ( 848 ) for providing the control data for controlling a workpiece processing device ( 100 ), in particular a laser and / or a scanner and / or a laser scanner, in order to machine the workpiece.

Contraption ( 840 ) according to claim 10, characterized in that the device ( 840 ) comprises at least a primary microprocessor and a secondary processor, wherein the secondary processor is embodied as an FPGA and / or as a digital signal processor and / or ASIC, wherein at least a part of the means for rendering using the secondary processor and a part the means for providing are implemented using the primary microprocessor.

Computer program product with program code for carrying out the method ( 530 ) according to one of claims 1 to 9, when the program product is stored on a computer or a device ( 840 ) according to one of claims 10 or 11.