Die Erfindung betrifft eine Schneidemaschine mit einer Kamera, insbesondere eine Schneidemaschine, die ausgebildet ist zum Schneiden von Objekten, die eine Oberfläche mit graphischer Gestaltung und optischen Registriermerkmalen aufweisen. Diese Objekte können insbesondere bedruckte Bögen aus Papier, Karton oder ähnlichen Materialien, Kunststofffolien oder Tücher oder ähnliches darstellen.

Gattungsgemässe Maschinen sind beispielsweise in den Dokumenten EP 1 385 674 Bl und EP 2 488 333 Bl beschrieben. Eine solche Schneidemaschine weist eine Arbeitsfläche auf, die zur Aufnahme mindestens eines Objekts ausgestaltet ist, eine beweglich über der Arbeitsfläche angeordnete Arbeits ^¬ gruppe mit einem Messer oder einer anderen Schneidevor- richtung zum Schneiden von auf der Arbeitsfläche befindlichen Objekten. Des weiteren ist relativ zur Arbeitsfläche, insbesondere oberhalb von dieser, eine Kamera ^¬ einheit derart angeordnet, dass ihr Sichtfeld die gesamte Arbeitsfläche umfasst („Überblickskamera"). Basierend auf Positionen der optischen Registriermerkmale in einem Bild der Überblickskamera kann dann in Abhängigkeit eines ausgewählten Schneideauftrags ein Schneidpfad definiert werden .

Unter „Schneiden" ist dabei nicht unbedingt ein voll- ständiges Durchtrennen zu verstehen, sodass ein „Schneide ^¬ auftrag" ebenso ein Perforieren oder Falzen des Objekts oder einen ähnlichen Arbeitsschritt beinhalten kann, der mit einer gattungsgemässen Maschine ausführbar ist.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schnei- demaschine bereitzustellen. Insbesondere ist eis eine Aufgabe der Erfindung, eine Schneidemaschine bereitzustellen, mittels welcher Schneid ^¬ aufträge schneller ausführbar sind.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Schneidemaschine bereit- zustellen, mittels welcher Schneidaufträge mit weniger Personalbedarf bzw. mit einem höheren Automatisierungsgrad ausführbar sind.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Schneidemaschine mit einer Überblickskamera bereitzustellen, mittels welcher Schneidpfade schneller und/oder genauer definierbar sind.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine solche Schneidemaschine bereitzustellen, bei der weniger Ausschuss produziert wird.

Mindestens eine dieser Aufgaben wird durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen An- sprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich dabei in den jeweils abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung betrifft eine Schneidemaschine, die ausgebil ^¬ det ist zum Schneiden von Objekten mit einer ebenen Oberfläche, wobei die Oberfläche eine graphische Gestaltung mit optischen Registriermerkmalen aufweist. Die erfindungs- gemässe Schneidemaschine weist eine Arbeitsfläche, die zur Aufnahme mindestens eines Objekts ausgestaltet ist, eine erste Kameraeinheit, die relativ zu der Arbeitsfläche derart angeordnet ist, dass ihr Sichtfeld die gesamte Arbeitsfläche umfasst, und eine Arbeitsgruppe, die beweglich über der Arbeitsfläche angeordnet ist und mindestens eine Schneidevorrichtung zum Schneiden des mindestens einen Objekts aufweist, auf. Ausserdem ist eine Recheneinheit mit einer Schaltung und Programmcode zur Steuerung der Schneidemaschine vorgesehen, aufweisend eine Speichereinheit zum Speichern von Aufträgen zum Schneiden bestimmter Objekte. Die Recheneinheit weist eine Schaltung und Programmcode zum Auswerten von Bildern der ersten Kameraeinheit auf und ist dazu ausgestaltet, Registriermerkmale des mindestens einen Objekts in einem Bild der ersten Kameraeinheit zu erkennen. Sie ist ausser ^¬ dem dazu ausgestaltet, gemäss mindestens einem gespeicher- ten Auftrag und basierend auf Positionen der Registriermerkmale in dem Bild einen Schneidpfad für die Schneide ^¬ vorrichtung zu definieren.

Die Registriermerkmale können insbesondere in Form von Registriermarken vorliegen, die speziell zur Verwendung mit der Schneidemaschine ausgestaltet sind, um eine Position und Ausrichtung des Objektes relativ zur Arbeitsfläche erfassbar zu machen. Die Recheneinheit ist dann dazu ausgestaltet, die Registriermarken auf der Oberfläche des mindestens einen Objektes in einem Bild der ersten Kamera- einheit zu erkennen, und den Schneidpfad auch basierend auf den Positionen der Registriermarken zu definieren.

In einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgestaltet, basierend auf erkannten Registriermerkmalen bzw. deren Positionen, einen Auftrag auszuwählen. Die Erfindung betrifft ausserdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Steuerung der erfindungs- gemässen Schneidemaschine, wobei das Programm auf der Recheneinheit der Schneidemaschine ausgeführt wird und mindestens die folgenden Schritte aufweist:

Aufnehmen eines Bildes der Arbeitsfläche, Erkennen von Registriermerkmalen mindestens eines Objekts in dem Bild,

Zuordnen des mindestens einen Objekts zu mindestens einem gespeicherten Auftrag,

Definieren mindestens eines Schneidpfades basierend auf dem Auftrag und auf Positionen der Registriermerkmale in dem Bild, und

Steuern einer Schneidvorrichtung zum Schneiden des mindestens einen Objekts entlang des mindestens einen Schneidpfades .

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft dabei eine Schneidemaschine, bei welcher an der Arbeitsfläche und im Sichtfeld der Kamera Referenzmarken vorgesehen sind, mit deren Hilfe eine genauere Positionsbestimmung der Objekte ermöglicht wird.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Schneide ^¬ maschine, bei welcher eine bekannte Materialdicke der Objekte bei der Positionsbestimmung berücksichtigt wird.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Schneide- maschine, bei welcher die Kamera dazu ausgestaltet ist, mehrere Bilder der identischen Szene aufzunehmen und zu überlagern .

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Schneide ^¬ maschine, bei welcher eine zusätzliche, beweglich angeord- nete zweite Kamera, deren Sichtfeld jeweils einen kleinen Ausschnitt der Arbeitsfläche umfasst, gemeinsam mit der ersten Kamera zur Positionsbestimmung der Objekte verwendet wird . Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft eine Schneide ^¬ maschine, bei welcher eine zusätzliche, beweglich angeord ^¬ nete zweite Kamera, deren Sichtfeld jeweils einen kleinen Ausschnitt der Arbeitsfläche umfasst, zur Kalibrierung der ersten Kamera verwendbar ist.

Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft eine Schneide ^¬ maschine, bei welcher zur schnelleren und/oder genaueren Positionsbestimmung der Registriermerkmale auf der Arbeits ^¬ fläche weitere Informationen verwendet werden, mittels derer ein Teilbereich der Arbeitsfläche als Interessenbereich (Region of Interest) festgelegt wird.

Bei einer erfindungsgemässen Schneidemaschine gemäss dem ersten Aspekt sind zusätzlich in bekannter Positionierung und Verteilung relativ zur Arbeitsfläche und im Sichtfeld der ersten Kamera Referenzmerkmale angeordnet, wobei die Recheneinheit dazu ausgestaltet ist, die Referenzmerkmale in dem Bild der ersten Kameraeinheit zu erkennen und den Schneidpfad auch basierend auf relativen Positionen der Registriermerkmale und der Referenzmerkmale in dem Bild der ersten Kameraeinheit zu definieren.

In einer Ausführungsform sind die relativen Positionen der Referenzmerkmale und der Arbeitsgruppe zueinander bekannt.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgestaltet, anhand von Positionen einer Vielzahl von Referenzmerkmalen im Bild der ersten Kameraeinheit eine Ausrichtung der ersten Kameraeinheit relativ zur Arbeitsfläche zu überprüfen.

Bei einer erfindungsgemässen Schneidemaschine gemäss dem zweiten Aspekt wird der Recheneinheit eine Information über eine Materialdicke des zu schneidenden Objekts bereit- gestellt, und die Recheneinheit ist dazu ausgestaltet, den Schneidpfad auch basierend auf der Information über die Materialdicke zu definieren.

In einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgestaltet, Positionen der Registriermerkmale anhand des Bildes der ersten Kameraeinheit und anhand der Information über die Materialdicke zu bestimmen.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Materialdicke durch die Schneidemaschine selbst ermittelbar, insbesondere kamerabasiert.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Materialdicke zusammen mit dem entsprechenden Auftrag in der Speichereinheit bereitgestellt, insbesondere als Teil des Auftrags.

Bei einer erfindungsgemässen Schneidemaschine gemäss dem dritten Aspekt ist die Recheneinheit dazu ausgestaltet, mindestens zwei mittels der ersten Kameraeinheit zeitlich versetzt aufgenommene Bilder der Arbeitsfläche gemein ^¬ schaftlich auszuwerten und Positionen der Registriermerkmale durch Auswertung der mindestens zwei Bilder zu bestimmen.

In einer Ausführungsform ist die erste Kameraeinheit dazu ausgestaltet, zeitlich versetzt mindestens zwei Bilder der Arbeitsfläche mit jeweils unterschiedlicher Belichtungszeit aufzunehmen, wobei basierend auf den mindestens zwei Bildern ein Hochkontrastbild erstellt wird.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgestaltet, aus einer Belichtungsreihe mehrerer Bilder der ersten Kameraeinheit Hochkontrastbilder zu erstellen . In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kameraeinheit zur Aufnahme von Hochkontrastbildern ausgestaltet.

In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kameraeinheit dazu ausgestaltet, Hochkontrastbilder der Arbeits- fläche bereitzustellen, wobei zur Aufnahme unterschiedliche Belichtungszeiten verwendet werden, und die Recheneinheit weist eine Schaltung und Programmcode zum Auswerten der Hochkontrastbilder der ersten Kameraeinheit auf und ist dazu ausgestaltet, Registriermerkmale des mindestens einen Objekts in einem Hochkontrastbild zu erkennen.

Gemäss dem vierten und fünften Aspekt der erfindungs- gemässen Schneidemaschine weist diese zusätzlich eine optische Sensoreinheit auf, die in Richtung der Arbeits ^¬ fläche ausgerichtet und relativ zur Arbeitsfläche derart verfahrbar angeordnet ist, dass durch die optische Sensor ^¬ einheit eine Vielzahl an Positionen einnehmbar ist, in welchen ein Erfassungsbereich der optischen Sensoreinheit jeweils einen Teil der Arbeitsfläche umfasst. Die Rechen ^¬ einheit weist zusätzlich eine Schaltung und Programmcode zum Auswerten von Daten der optischen Sensoreinheit auf.

Bei einer erfindungsgemässen Schneidemaschine gemäss dem vierten Aspekt ist die Steuereinheit dazu ausgestaltet,

Positionen mindestens einer Vielzahl der Registriermerkmale relativ zueinander mittels des Bildes der ersten Kameraeinheit als Relativpositionen zu erfassen,

Positionen einer ersten Teilmenge der Vielzahl der Registriermerkmale relativ zur Arbeitsfläche mittels der Daten der optischen Sensoreinheit als Absolutpositionen zu ermitteln, und

- Positionen einer zweiten Teilmenge der Vielzahl der Registriermerkmale relativ zur Arbeitsfläche basierend auf den erfassten Relativpositionen und den ermittelten Absolutpositionen zu ermitteln.

In einer Ausführungsform ist die optische Sensoreinheit als eine zweite Kameraeinheit ausgestaltet. In einer weiteren Ausführungsform ist die optische Sensoreinheit als ein Teil der Arbeitsgruppe ausgestaltet.

In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Erfassungsbereiche der optischen Sensoreinheit zusammengenommen die gesamte Arbeitsfläche. In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kameraeinheit als eine Zeilenkamera ausgestaltet, wobei sich das Sichtfeld über eine gesamte Breite der Arbeitsfläche erstreckt .

In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgestaltet, basierend auf Positionen von Registrier ^¬ merkmalen relativ zur Arbeitsfläche eine Position eines Objektes auf der Arbeitsfläche zu ermitteln und/oder einen Schneidpfad zu definieren.

Bei einer erfindungsgemässen Schneidemaschine gemäss dem fünften Aspekt sind die Arbeitsgruppe und die optische Sensoreinheit durch denselben Verfahrmechanismus relativ zur Arbeitsfläche verfahrbar. Die Schneidemaschine verfügt über eine Kalibrierfunktionalität für die erste Kameraein ^¬ heit, wobei die Schneidemaschine im Rahmen der Kalibrier- funktionalität dazu ausgestaltet ist,

mittels der optischen Sensoreinheit Positionen einer Vielzahl von Punkten zu bestimmen,

mittels der ersten Kameraeinheit dieselben Punkte aufzunehmen, und die erste Kameraeinheit mit den von der optischen Sensoreinheit bestimmten Positionen als Soll-Positionen zu kalibrieren.

In einer Ausführungsform ist die Arbeitsfläche als eine Kalibrier-Arbeitsflache ausgestaltet, und die Vielzahl von Punkten sind optische Markierungen auf der Kalibrier- Arbeitsflache .

In einer weiteren Ausführungsform sind die Punkte der Vielzahl von Punkten als speziell zur Verwendung mit der Kali- brierfunktionalität vorgesehene Gitterpunkte ausgestaltet.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Schneidemaschine im Rahmen der Kalibrierfunktionalität dazu ausgestaltet, den Verfahrmechanismus und die erste Kameraeinheit relativ zueinander zu kalibrieren. In einer weiteren Ausführungsform läuft die Kalibrierfunktionalität nach ihrem Start vollautomatisch ab, insbe ^¬ sondere wobei der Start durch einen Benutzer initiierbar ist .

In einer weiteren Ausführungsform ist die optische Sensor- einheit als eine zweite Kameraeinheit ausgestaltet.

In einer weiteren Ausführungsform ist die optische Sensoreinheit als ein Teil der Arbeitsgruppe ausgestaltet.

In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Erfassungsbereiche der optischen Sensoreinheit zusammengenommen die gesamte Arbeitsfläche.

Bei einer erfindungsgemässen Schneidemaschine gemäss dem sechsten Aspekt umfasst ein Auftrag zum Schneiden eines bestimmten Objektes Informationen über eine erwartbare Lage des Objektes auf der Arbeitsfläche, wobei die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, basierend auf der erwartbaren Lage mindestens eines Objektes, erwartbare Positionen von Registriermerkmalen abzuleiten und in einem Bild der ersten Kameraeinheit Bereiche um die erwartbaren Positionen als Region of Interest zu definieren, ausserhalb derer keine Registriermerkmale gesucht werden.

In einer Ausführungsform ist die erste Kameraeinheit dazu ausgestaltet, nur einen oder mehrere Teilbereiche, die die als Region of Interest definierten Bereiche umfassen, abzubilden .

In einer weiteren Ausführungsform weist die erste Kameraeinheit eine Zoomfunktionalität auf und ist dazu ausgestaltet, auf einen Teilbereich zu zoomen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgestaltet, in einem Teilbereich nur den mindestens einen als Region of Interest definierten Bereich auszuwerten .

Bei den Schneidemaschinen jedes der genannten Aspekte können die Registriermerkmale in Form von speziell zur Verwendung mit der Schneidemaschine ausgestalteten „Registriermarken" vorliegen, die derart gestaltet sind, dass eine Position und Ausrichtung des Objektes relativ zur Arbeitsfläche erfassbar ist. Die Recheneinheit ist dann dazu ausgestaltet, diese Registriermarken auf der Ober ^¬ fläche des mindestens einen Objektes in einem Bild der ersten Kameraeinheit zu erkennen und den Schneidpfad auch basierend auf den Positionen der Registriermarken zu definieren. Die Registriermarken können insbesondere geometrische Figuren umfassen. In einer Ausführungsform können die Registriermerkmale auch Kanten des Objektes umfassen.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgestaltet, basierend auf erkannten Registriermerk ^¬ malen einen Auftrag auszuwählen.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Steuerung mindestens einer der oben be ^¬ schriebenen Schneidemaschinen, wobei das Programm auf der Recheneinheit der Schneidemaschine ausgeführt wird und mindestens die folgenden Schritte aufweist:

Aufnehmen eines Bildes der Arbeitsfläche;

Erkennen von Registriermerkmalen mindestens eines Objekts in dem Bild;

Zuordnen des mindestens einen Objekts zu mindestens einem gespeicherten Auftrag;

Definieren mindestens eines Schneidpfades basierend auf dem Auftrag und auf Positionen der Registriermerkmale in dem Bild; und

Steuern einer Schneidvorrichtung zum Schneiden des mindestens einen Objekts entlang des mindestens eines Schneidpfades .

Die erfindungsgemässe Schneidemaschine wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten konkreten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben, wobei auch auf weitere Vorteile der Erfindung eingegangen wird. Im Einzelnen zeigen: Fig. 1 eine gattungsgemässe Schneidemaschine mit einer

Überblickskamera;

Fig. 2a-c ein Bild der Überblickskamera, basierend auf dem Bild abgeleitete Schneidkonturen und einen basierend auf dem Bild definierten Schneidepfad der Schneidvorrichtung;

Fig. 3 eine beispielhafte Ausführungsform einer

Schneidemaschine gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung; Fig. 4 eine beispielhafte Ausführungsform einer

Schneidemaschine gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung;

Fig. 5 Verzerrungen in einem Bild der Überblickskamera; Fig. 6 einen Schattenwurf in einem Bild der

Überblickskamera;

Fig. 7 eine beispielhafte Ausführungsform einer

Schneidemaschine gemäss dem vierten Aspekt der Erfindung; Fig. 8 die Arbeitsgruppe der Schneidemaschine aus

Figur 7 von oben;

Fig. 9a-b zwei beispielhafte Ausführungsformen einer

Schneidemaschine gemäss dem fünften Aspekt der Erfindung; und Fig. lOa-b gemäss dem sechsten Aspekt der Erfindung als

Region of Interest definierte Bereiche. Figur 1 zeigt eine gattungsgemässe Schneidemaschine 1. Als Flachbett-Schneidemaschine weist sie einen Tisch mit einer ebenen Arbeitsfläche 10 auf, auf welcher hier beispielhaft zwei zu schneidende Objekte 40, 40' plaziert sind. Oberhalb der Arbeitsfläche 10 ist eine Arbeitsgruppe 12 mit einem Schneidwerkzeug 15, insbesondere einem Messer, ange ^¬ ordnet. Die Arbeitsgruppe 12 ist relativ zur Arbeits ^¬ fläche 10 zweidimensional motorisiert verfahrbar, um jeden Punkt der Arbeitsfläche 10 anfahren zu können. Dazu ist die Arbeitsgruppe 12 in X-Richtung beweglich an einem Balken 13 angebracht, der wiederum in Y-Richtung beweglich an dem Tisch angebracht ist.

Eine Kameraeinheit (Überblickskamera 20) ist oberhalb der Arbeitsfläche 10 so angeordnet, dass Bilder der gesamten Arbeitsfläche 10 aufgenommen werden können.

Insbesondere kann die Schneidemaschine 1 auch ein oszillie ^¬ rend angetriebenes Schneidwerkzeug 15 aufweisen und/oder zum Schneiden mehrwandiger Verbundplatten ausgestaltet sein, wie beispielsweise in der EP 2 894 014 Bl beschrie- ben.

Die Schneidemaschine 1 weist ausserdem eine Rechenein ^¬ heit 30 auf. Diese kann wie hier dargestellt als ein externer Computer, der eine Datenverbindung mit der Maschine 1 aufweist, ausgestaltet sein oder als interne Steuereinheit in die Maschine 1 selbst integriert sein. Die Überblickskamera 20 ist dazu ausgestaltet, der Rechenein ^¬ heit 30 Daten aufgenommener Bilder zur Auswertung bereitzustellen.

Die Recheneinheit 30 umfasst einen Prozessor mit Rechen- kapazität und Algorithmen zur Steuerung der Schneide- maschine 1 entsprechend einem bereitgestellten Schneide ^¬ auftrag. Die Recheneinheit 30 weist zudem einen Daten ^¬ speicher zum Speichern der Schneideaufträge und ggf. weiterer Daten auf. Als Ausgangslage werden ein oder mehrere zu schneidende Objekte 40, 40' auf die Arbeitsfläche 10 gebracht. Es ist entweder genau bekannt, welchem Auftrag oder welchen Aufträgen, die auf der Arbeitsfläche 10 liegenden Objekte 40, 40' zugeordnet sind, oder es ist zumindest bekannt, aus welcher Sammlung von Aufträgen dieser Auftrag oder diese Aufträge stammen.

Mittels der Überblickskamera 20 wird ein Bild des gesamten Arbeitsbereichs aufgenommen und anhand dieses Bildes die Position der Schneidkonturen bestimmt. Dies geschieht, indem Registriermerkmale in der graphisch gestalteten Oberfläche der Objekte und ihre Position detektiert werden. Die Registriermerkmale sind als Teil der Auftragsdaten im je ^¬ weiligen Auftrag hinterlegt und können sowohl als allge ^¬ meine Merkmale der graphischen Gestaltung vorliegen, oder aber vorteilhaft als speziell zur Registrierung vorgesehene Registriermarken. Dies ist aus dem Stand der Technik bekannt .

Wenn der entsprechende Auftrag noch nicht bekannt ist, kann mit Hilfe dieser Markierungen und deren Position zunächst der entsprechende Auftrag bestimmt werden. Wenn es mehrere Aufträge sind, werden alle entsprechenden Aufträge be ^¬ stimmt. Dann wird über die Objekt-Positionen und die relative Lage der Schneidkonturen in den Auftragsdaten die Position der Schneidkonturen auf der Arbeitsfläche bestimmt. Dies ist in den Figuren 2a-c beispielhaft darge ^¬ stellt. Figur 2a zeigt ein von der Überblickskamera 20 der Schneidemaschine 1 aus Figur 1 aufgenommenes Bild 50. Der Bildbereich umfasst den gesamten Arbeitsbereich der Schneidemaschine inklusive der Arbeitsfläche 10, auf welcher sich zwei zu schneidende Objekte 40, 40' befinden. Am oberen Rand des Bildes ist die Arbeitsgruppe 12 zu sehen, die zur Bildaufnahme vorzugsweise an den Rand des Arbeitsbereichs gefahren wird. Die zu schneidenden Objekte sind in diesem Beispiel Bögen 40, 40' (z. B. aus Papier, Karton oder Kunststoff) und weisen auf ihrer der Kamera zugewandten Seite jeweils eine graphische Gestaltung 44, 44' mit Mustern und/oder Inschriften auf. Im dargestellten Beispiel handelt es sich einerseits um ein Muster in Form eines Halbmondes 41 und andererseits um ein herzförmiges Muster 41'. Daneben ist jeweils eine Anzahl von Registriermarken 42 auf den Bögen 40, 40' abgebildet. Die Registriermarken 42 können insbesondere geometrische Figuren sein, z. B. wie hier dargestellt kreisrunde Punkte eines bestimmten Durchmessers. Figur 2b zeigt die Schneidkonturen 45, 45' der zu schnei ^¬ denden Bögen 40, 40'. Die jeweilige Form der Schneidkonturen 45, 45' und ihre relative Position auf dem jeweiligen Bogen 40, 40' ist in Aufträgen hinterlegt. Zusammen mit dem Bild 50 aus Figur 2a kann eine Position und Lage der Schneidkonturen 45, 45' auf der Arbeitsfläche ermittelt werden .

Optional kann basierend auf dem Bild 50 aus Figur 2a durch die Steuereinheit einem Bogen 40, 40' auch der entspre ^¬ chende Auftrag zuordenbar sein. Figur 2c illustriert beispielhaft ein von der Steuereinheit anhand der ermittelten Positionen der Schneidkonturen 45, 45' generierten Bewegungspfad für das Schneidwerkzeug der Maschine. Dabei wird die Arbeitsgruppe relativ zur Arbeits ^¬ fläche dergestalt bewegt, dass das Schneidwerkzeug von seiner Ursprungsposition 150 zunächst zu einem ersten Schneidpfad gefahren wird (gestrichelte Linie 151) . Dann wird das Schneidwerkzeug in eine Schneidposition gebracht, beispielsweise abgesenkt, und schneidet das Objekt entlang des Schneidpfades (durchgezogene Line 152).

Figur 3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Schneidemaschine 1, die entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Referenzmarken 25 aufweist, die im Sichtfeld der Überblickskamera 20 und relativ zur Arbeitsfläche 10 fix angeordnet sind. Im dargestellten Beispiel sind sechs Referenzmarken 25 ringsum am Rand der Arbeitsfläche verteilt. Die Referenzmarken 25 können in den Bildern der Überblickskamera 20 identifiziert werden und ihre Positionen im Bild mit ihren relativ zur Arbeitsfläche 10 bekannt definierten Positionen abgeglichen werden. Die Recheneinheit 30 (hier in die Maschine integriert dargestellt) ist dadurch in der Lage, anhand der Positionen der Referenzmarken 25 im Bild Positionen von Objekten 40, 40' auf der Arbeitsfläche 10 bzw. Positionen von Referenzierungsmerkmalen auf den Objekten 40, 40' jeweils mit grösserer Genauigkeit zu bestimmen. Ebenso ist es möglich, anhand der Positionen der Referenzmarken 25 im Bild der Überblickskamera 20 eine korrekte Ausrichtung der Überblickskamera 20 bezüglich der Arbeits ^¬ fläche 10 zu verifizieren und ggf. zu korrigieren.

Figur 4 zeigt eine Schneidemaschine 1, auf deren Arbeits- fläche 10 zwei Objekte 40, 40' unterschiedlicher Material ^¬ dicke plaziert sind. Das erste Objekt 40 weist dabei eine höhere Materialdicke auf und besteht z. B. aus einem mehrschichtigem Karton oder einer Verbundplatte. Durch die Position der Überblickskamera 20 kommt es in von dieser aufgenommenen Bildern zu Verzerrungen, die zu den Bild- rändern hin zunehmen. Bei einer zu vernachlässigenden Materialdicke (z. B. bei Papier), wie hier bei dem zweiten Objekt 40', stellt diese durch die plane Oberfläche der Arbeitsfläche 10 beim Erkennen von Objekten 40, 40' oder ihrer Lage auf der Arbeitsfläche 10 jedoch kein Problem dar.

Mit zunehmender Materialdicke und zunehmender Exzentrizität bei der Positionierung des Objekts relativ zur Kameraposition werden die Verzerrungen jedoch relevant. Dies wird in Figur 5 illustriert. Diese zeigt die im Bild der Kamera erkannten Objektmerkmale 44, 44' der beiden Objekte aus Figur 4. Während die Merkmale 44' des dünnen Objekts 40' aus Papier an ihrer korrekten Position vermutet werden, weichen die vermuteten Positionen der Merkmale 44 des dicken Objekts 40, die sich aufgrund der grösseren Materialdicke in einer weiter von der Arbeitsfläche 10 ent ^¬ fernten Ebene befinden als die Merkmale 44' des dünnen Objekts 40', mit zunehmender Entfernung zur Kameraposition 21 stärker von ihren eigentlichen Positionen ab. So werden die Referenzmarken 42 im Bild der Kamera jeweils weiter entfernt vom Bildmittelpunkt abgebildet (punktierte Kreise 49) als sie sich eigentlich befinden.

Dies kann einerseits dazu führen, dass das Objekt 40 anhand des Bildes der Überblickskamera 20 entweder gar nicht erkannt wird, oder sogar für ein anderes Objekt gehalten und somit falsch zugeschnitten wird. Andererseits ist es möglich, dass das Objekt 40 zwar korrekt erkannt wird, aber da die Positionen der Referenzmerkmale falsch abgeleitet werden, ein ungenauer bis gänzlich falscher Schneidepfad berechnet wird. In diesem Fall wird das Objekt 40 ebenfalls falsch zugeschnitten. Dieses Problem wird gemäss dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass eine Information über die Materialdicke des zu schneidenden Objekts 40 der Steuereinheit 30 bereitgestellt wird. Die Materialdicke kann beispielsweise vorab durch eine Kamera ermittelt werden, von einem Benutzer abgefragt werden oder auch als Teil des Auftrags bereitgestellt werden.

Mittels der Information über die Materialdicke kann eine abweichende Verzerrung im Bild der Überblickskamera 20 herausgerechnet werden, wodurch eine exakte Erkennung und Positionsbestimmung des Objekts 40 und seiner Registriermerkmale ermöglicht wird.

Alternativ kann die Überblickskamera 20 automatisch höhenverstellbar ausgestaltet sein, und in Abhängigkeit von der Materialdicke in Z-Richtung verfahren werden, wodurch der Abstand zur Objektoberfläche und damit der Fokus unabhängig von der jeweiligen Materialdicke konstant bleiben.

Figur 6 zeigt ein von der Überblickskamera 20 aufgenommenes Bild 50 der Arbeitsfläche 10. Die Arbeitsfläche 10 liegt teilweise im Schatten 70. Dies kann beispielsweise Folge direkter Sonneneinstrahlung sein, sodass wie in diesem Beispiel die Arbeitsgruppe 12 einen Schatten 70 auf die Arbeitsfläche 10 wirft. Das zu schneidende Objekt 40 liegt dabei teilweise im Schatten 70 und teilweise im hell beleuchteten Bereich der Arbeitsfläche 10. Nachteilig können so im Bild 50 der Überblickskamera nicht alle Konturen der Registriermerkmale mit ausreichender Präzision erfasst werden. Gemäss dem dritten Aspekt der Erfindung erfasst die Kamera daher ein HDR-Bild (HDR = High Dynamic Range) der Arbeitsfläche 10, um sowohl in dunklen als auch hellen Bereichen einen ausreichend hohen Kontrast zur Positionsbestimmung der Registriermarken 42 im Bild 50 zu gewährleisten.

Zur Aufnahme von HDR-Bildern sind verschiedene Verfahren bekannt. Beispielsweise können zwei direkt nacheinander aufgenommene Bilder unterschiedlicher Belichtungsdauer überlagert werden. Alternativ wird nur ein Bild aufge ^¬ nommen, wobei die Überblickskamera dazu ausgestaltet ist, die Belichtungsdauer für jeden Pixel oder für bestimmte Pixelbereiche abhängig von der Helligkeit des jeweiligen Abbildungsbereiches auszuwählen.

Eine Aufnahme mehrerer Bilder derselben Szene kann vorteilhaft - auch bei gleichmässiger Beleuchtung - zur Reduzierung von Artefakten und von Bildrauschen und damit zur genaueren Bestimmung von Konturen verwendet werden, um eine genauere und schnellere Positionsbestimmung der Registriermarken 42 im Bild 50 zu ermöglichen. Pixeln in den Randbereichen der Registriermarken 42 kann beispielsweise ein aus Werten der mehreren Bilder gemittelter Helligkeits- wert zugewiesen werden.

Gemäss dem vierten, in den Figuren 7 und 8 dargestellten, Aspekt der Erfindung weist die Schneidemaschine 1 neben der Überblickskamera 20 eine weitere Kamera 60 auf. Diese zweite Kamera ist ebenfalls auf die Arbeitsfläche 10 ausgerichtet. Sie hat einen deutlich kleineren Aufnahme- bereich 62 als die Überblickskamera 20, ist aber relativ zur Arbeitsfläche 10 beweglich angeordnet, sodass vorzugs ^¬ weise Bilder der gesamten Arbeitsfläche 10 aufnehmbar sind. Die zweite Kamera 60 ist vorzugsweise als Balkenkamera beweglich an demselben Balken 13 angebracht wie die Arbeitsgruppe 12. Insbesondere kann sie als Teil dieser Arbeitsgruppe 12 ausgestaltet sein. Die Figuren 7 und 8 zeigen beispielhaft eine entsprechende Ausführungsform der Schneidemaschine 1.

In Figur 7 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Schneidemaschine 1 dargestellt, wobei in der Arbeits ^¬ gruppe 12 eine zweite Kameraeinheit 60 bereitgestellt wird, die dazu ausgestaltet ist, Bilder in Richtung der Arbeits ^¬ fläche 10 aufzunehmen. Dabei umfasst ihr Bildbereich 62 an jeder Position jeweils nur einen kleinen Teil der Arbeitsfläche 10. Die Überblickskamera 20 ist auch in dieser Ausführungsform dazu ausgestaltet, Bilder der gesamten Arbeitsfläche 10 aufzunehmen.

In Figur 8 ist die am Balken 13 beweglich angebrachte Arbeitsgruppe 12 mit Messer 15 und Balkenkamera 60 von oben dargestellt. Die Position der relativ höher befindlichen Überblickskamera 20 ist ebenfalls gezeigt. Die Arbeits ^¬ gruppe 12 ist hier derart positioniert, dass sich zwei Registriermarken 42 eines zu schneidenden Objekts 40 im Blickfeld 62 der Balkenkamera 60 befinden. Ein von der Balkenkamera 60 aufgenommenes Detailbild kann nun mit dem zuvor von der Überblickskamera 20 aufgenommenen Gesamtbild verglichen werden. Dadurch können die Positionen der Registriermarken 42 verifiziert oder relativ zur Arbeitsfläche 10 bestimmt werden. Es wird zunächst ein Bild mit der Überblickskamera 20 aufgenommen. Mittels dieses Bildes werden zunächst relative Positionen der Registrier- marken 42 bestimmt, also die Anordnung der Registriermarken relativ zueinander. Dann werden durch die Balkenkamera 60 ein oder mehrere Registriermarken 42 angefahren und deren Position (en) mit hoher Genauigkeit bestimmt. Zum Verifizieren der Registriermarken-Positionen werden die mit der Überblickskamera 20 ermittelten Positionen mit den mit der Balkenkamera 60 ermittelten Positionen verglichen.

Zum Bestimmen der Registriermarken-Positionen auf der Arbeitsfläche 10 werden durch Transformation der im Bild der Überblickskamera 20 ermittelten Positionen durch die im Bild der Balkenkamera 60 ermittelten Positionen die Positionen aller Registriermarken 42 mit hoher Genauigkeit bestimmt .

Gemäss dem fünften Aspekt der Erfindung kann eine solche zusätzliche Kamera 60 auch zur Kalibrierung der Überblicks ^¬ kamera 20 verwendet werden. Dies ist in den Figuren 9a und 9b dargestellt. Die Schneidemaschine 1 weist dabei eine durch die Recheneinheit 30 gesteuerte Kalibrierfunktiona ^¬ lität auf. Im Rahmen dieser Funktionalität können nach dem Start vollautomatisch mit Hilfe der Balkenkamera 60 auf der ganzen Arbeitsfläche 10 Positionen einer Vielzahl von Gitterpunkten mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Dazu kann wie in Figur 9a dargestellt die Arbeitsfläche selbst als eine Kalibrier-Arbeitsfläche 18 ausgestaltet sein, d. h. selbst die entsprechenden Gitterpunkte aufweisen, oder alternativ, wie in Figur 9b gezeigt, wird zum Kalibrieren jeweils ein Kalibrierbogen 48 auf die Arbeitsfläche 10 gelegt, der die Gitterpunkte aufweist.

Die durch die Balkenkamera 60 bestimmten Positionen der Gitterpunkte werden als Soll-Positionen gespeichert. Anschliessend werden dieselben Gitterpunkte durch die Überblickskamera 20 aufgenommen. Mit Hilfe der Soll- Positionen und dem Vergleich mit den Positionen der Gitterpunkte im Bild der Überblickskamera 20 können die Überblickskamera 20 und die Balkenkamera 60 relativ zueinander kalibriert werden. Ist die Balkenkamera 60 in derselben Arbeitsgruppe 12 wie das Schneidwerkzeug 15 untergebracht, können so vorteilhaft auch Fehler im Antriebssystem der Arbeitsgruppe 12 kompensiert werden. Gemäss dem sechsten Aspekt der Erfindung kann bereits vor Aufnahme des Bildes der Überblickskamera ein ROI-Bereich (ROI = Region of Interest) ausgewählt werden, der als einziger von Interesse für die Positionsbestimmung der Registriermerkmale ist. Dies ist in den Figuren 10a und 10b illustriert.

Dazu werden Schneideaufträge bereitgestellt, bei denen bestimmte zusätzliche Informationen hinterlegt sind, die ein Eingrenzen der Arbeitsfläche 10 auf den ROI-Bereich erlauben. Dazu gehören insbesondere erwartete Positionen der zu schneidenden Objekte 40, 40' und deren Dimensionen. Es wird dann entweder nur ein Bild der ausgewählten Bereiche aufgenommen, oder nur die entsprechenden Bereiche des Gesamtbildes ausgewertet. Dies spart vorteilhaft Rechen- und Speicherkapazität und beschleunigt den Vorgang. Ausserdem wird verhindert, dass fälschlicherweise Druckbilder als Registriermarken fehlinterpretiert werden. Wird durch die Überblickskamera nur ein Bild der ROI aufgenommen, kann die Überblickskamera ausserdem dazu ausgestaltet sein, auf den entsprechenden Bereich zu zoomen, wodurch eine höhere Auflösung erreichbar ist. In Figur 10a ist ein Bild 50 der gesamten Arbeitsfläche 10 dargestellt, wie es von der Überblickskamera aufgenommen wurde (vgl. Figur 2a) . Basierend auf Informationen über die voraussichtliche Lage der Objekte 40, 40' auf der Arbeits- fläche 10 werden durch die Recheneinheit Bereiche 52 defi ^¬ niert, die jeweils eine erwartete Position der relevanten Registriermarken 42 umfassen. Nur in diesen Bereichen 52 wird nach Registriermarken 42 gesucht, sodass nur Positionen von Registriermarken 42 ermittelt werden, die auch in diesen Bereichen 52 liegen. Vorteilhaft spart dies nicht nur Rechenkapazität und Zeit, sondern verhindert auch mögliche Fehlinterpretationen von Merkmalen der graphischen Gestaltung 41, 41' als Registriermerkmale.

In Figur 10b ist das Bild 50 der Überblickskamera aus Figur 10a auf zwei ROI-Bereiche beschränkt worden und umfasst daher nur die Bereichsbilder 51 und 51' . In jedem Bereichsbild 51, 51' ist ein zu schneidendes Objekt 40, 40' zumindest teilweise abgebildet, sodass die Registriermarken 42 sichtbar sind, sodass jeweils ein Schneidpfad generierbar ist. Durch die kleinere Bildfläche, die ausgewertet werden muss, können die relativen Positionen der Registriermarken 42 schneller erfasst werden, wodurch der Prozess beschleunigt wird.

Es versteht sich, dass diese dargestellten Figuren nur mögliche Ausführungsbeispiele schematisch darstellen. Die verschiedenen Ansätze können ebenso miteinander sowie mit Vorrichtungen oder Verfahren des Stands der Technik kombiniert werden.