Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse einer Schnittkante eines Werkstücks. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Analyse einer Schnitt - kante.

Es ist bekannt, Schnittkanten von Werkstücken mit einer Kamera zu analysieren.

Die DE 10 2008 024 806 Al offenbart ein Verfahren zum Justieren einer Profilbe- arbeitungsmaschine mit einer Kamera. Aus der DE 29 41 815 Al ist eine Vorrichtung zur automatisierten Teileausrichtung bekannt geworden.

Die DE 10 2004 050 428 Al offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Lichtebene zur Visualisierung der Wirkrichtung eines Arbeitsmittels, beispielsweise eines Röntgenstrahls.

Die DE 197 58 214 Al offenbart eine optische Präzisionsmesseinrichtung zur Bestimmung der Kantenposition, der Kantensteigung und der Rauhigkeitskenngrößen von unbewegten Werkstücken sowie zur Bestimmung des Durchmessers, der Kreis- und Zylinderformabweichungen bei bewegten rotationssymmetrischen Werkstücken während des Fertigungsprozesses. Dies, indem das in einem Abstandssensor durch Laserbeleuchtung von Objektkanten entstehende zweidimensionale Fresnel'sche Beugungsbild nach Steigung, Dämpfung der Einhüllenden, der Ortsfrequenz und nach Höhenlinien ausgewertet wird.

Aus der DE 10 2017 211 680 Al ist es bekannt geworden, Lichtebenen zur Erstellung eines Fadenkreuzes auf einer Werkstückoberfläche einzusetzen. Weiterhin ist es aus der DE 10 2017 211 680 Al bekannt geworden, Ringlichter aus Leuchtdiodensegmenten auszubilden.

Die gattungsgemäße DE 10 2013 107 639 Al offenbart eine Bearbeitungsmaschine mit einer Beleuchtungseinrichtung. Die Beleuchtungseinrichtung kann in Form eines Beleuchtungsrings mit mehreren LEDs ausgebildet sein, die zur optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung hin geneigt sind.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur signifikant verbesserten Analyse einer Schnittkante bereit zu stellen. Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10. Die abhängigen Ansprüche geben bevorzugte Weiterbildungen wieder.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird somit gelöst durch ein Verfahren zur Analyse einer Schnittkante mit dem Verfahrensschritt:

B) Beleuchten einer Schnittkante mit einer ersten Lichtguelle und Aufnehmen eines Schnittkantenbildes mit einer Kamera, wobei die erste Lichtguelle senkrecht beabstandet zur Werkstückebene angeordnet ist und die Schnittkante in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° beleuchtet.

Die Schnittkante wird somit unter spitzem Winkel in Schnittrichtung oder gegen die Schnittrichtung beleuchtet. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch sowohl die Rauigkeit (Riefenbildung) als auch die Schnittkantenschräge besonders gut mit der Kamera erfassbar sind.

Die erste Lichtguelle kann die Schnittkante in einem minimalen Winkel von mehr als 1°, insbesondere mehr als 3°, vorzugsweise mehr als 5°, besonders bevorzugt mehr als 10° beleuchten. Die erste Lichtguelle kann die Schnittkante in einem maximalen Winkel von weniger als 30°, insbesondere weniger als 20°, beleuchten.

Der Winkel kann dabei materialabhängig gewählt werden. Die Kantenschräge der Schnittkante beträgt beispielsweise bei Werkstücken aus Edelstahl typischerweise 1° bis 3°, bei Werkstücken aus Aluminium typischerweise 5° bis 10°. Der Winkel wird vorzugsweise so gewählt, dass die Schnittkante durch die erste Lichtguelle trotz Kantenschräge noch vollständig ausgeleuchtet wird.

Mit anderen Worten wird die Schnittkante vorzugsweise unter sehr spitzem Winkel beleuchtet. Das Aufnehmen des Schnittkantenbildes erfolgt vorzugsweise frontal zur Schnittkante bei in der Werkstückebene angeordneter Kamera. Mit anderen Worten befindet sich beim Aufnehmen des Schnittkantenbildes die optische Achse der Kamera vorzugsweise in der Werkstückebene.

Besonders bevorzugt wird vor dem Verfahrensschritt B) folgender Verfahrensschritt durchgeführt:

A) Strahlschneiden, insbesondere Laserschneiden, des Werkstücks zum

Erstellen der Schnittkante.

Bei dem Werkstück handelt es sich dabei vorzugsweise um ein Metallblech. Das Laserschneiden erfolgt bevorzugt senkrecht zur Werkstückebene.

Die Schnittkante kann beim Aufnehmen des Schnittkantenbildes von einer zweiten Lichtquelle beleuchtet werden, wobei die zweite Lichtquelle der ersten Lichtquelle gegenüberliegt, senkrecht zur Werkstückebene beabstandet angeordnet ist und die Schnittkante in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° beleuchtet.

Hierdurch wird die Schnittkante sowohl in Schnittrichtung als auch gegen die Schnittrichtung beleuchtet, wodurch eine homogenere Ausleuchtung erfolgt. Die zweite Lichtquelle kann die Schnittkante in einem minimalen Winkel von mehr als 1°, insbesondere mehr als 3°, vorzugsweise mehr als 5°, besonders bevorzugt mehr als 10° beleuchten. Die zweite Lichtquelle kann die Schnittkante in einem maximalen Winkel von weniger als 30°, insbesondere weniger als 20°, beleuchten. Der Winkel kann dabei materialabhängig gewählt werden. Der Winkel wird vorzugsweise so gewählt, dass die Schnittkante trotz Kantenschräge noch vollständig durch die zweite Lichtquelle ausgeleuchtet wird.

Die zweite Lichtquelle ist vorzugsweise an der Werkstückebene gespiegelt zur ersten Lichtquelle angeordnet. Vor oder nach dem Verfahrensschritt B) kann mit der Kamera ein Schnittkantenbild bei ausgeschalteter Lichtquelle bzw. ausgeschalteten Lichtquellen aufgenommen werden.

Bei ausgeschalteter Lichtquelle bzw. ausgeschalteten Lichtquellen wird die Schnittkante lediglich durch Hintergrundbeleuchtung erhellt und erscheint als Kontur, wodurch eine Gratbildung der Schnittkante besonders gut sichtbar wird.

Zusätzlich dazu kann die Schnittkante beim Erstellen des Schnittkantenbildes von einer oder mehreren der folgenden Lichtquellen beleuchtet werden:

• Einer Frontallichtquelle, die die Schnittkante frontal, d.h. in Richtung der Werkstückebene, beleuchtet;

• einer weiteren Frontallichtquelle, die die Schnittkante frontal beleuchtet;

• einer Winkellichtquelle, die die Schnittkante in der Werkstückebene in einem Winkel zwischen 30° und 60° beleuchtet;

• einer der Winkellichtquelle gegenüberliegenden weiteren Winkellichtquelle, die die Schnittkante in der Werkstückebene in einem Winkel zwischen 30° und 60° beleuchtet;

• einer Seitenlichtquelle, die die Schnittkante in der Werkstückebene in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° beleuchtet;

• einer der Seitenlichtquelle gegenüberliegenden weiteren Seitenlichtquelle, die die Schnittkante in der Werkstückebene in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° beleuchtet.

Die Seitenlichtquelle und/oder die weitere Seitenlichtquelle kann/können die Schnittkante in einem Winkel von mehr als 1° und weniger als 30°, insbesondere in einem Winkel von mehr als 2° und weniger als 20°, beleuchten.

Die Frontallichtquelle und die weitere Frontallichtquelle sind vorzugsweise zum parallelen Beleuchten der Schnittkante ausgebildet. Die Winkellichtquelle und die weitere Winkellichtquelle sind vorzugsweise um eine senkrecht zur Werkstückebene verlaufende Symmetrieebene gespiegelt angeordnet. Die Seitenlichtquelle und die weitere Seitenlichtquelle sind vorzugsweise zueinander gespiegelt zu einer senkrecht zur Werkstückebene verlaufenden Symmetrieebene angeordnet.

Die beschriebene(n) Lichtquelle(n) kann/können weitere Details der Schnittkante hervorheben. Die Lichtquellen können gleich ausgebildet sein. Die Lichtquelle(n) ist/sind vorzugsweise in Form von Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet. Die Licht- quelle(n) kann/können besonders bevorzugt in Form von high power LEDs, insbesondere in Form von Warm-White-LEDs, ausgebildet sein.

Weiter bevorzugt sind die Lichtquellen ±40%, insbesondere ±25%, vorzugsweise ±20%, besonderes bevorzugt ±15%, gleich weit zur Mitte der Schnittkante beab- standet. Die Lichtquellen können halbkugelförmig um die Mitte der Schnittkante angeordnet sein.

Das Ansteuern der Lichtquellen kann über eine DiglO-Card bzw. ein DiglO-Board erfolgen. Dies ermöglicht das Ansteuern einzelner Lichtquellen durch einen Rechner.

Es können mehrere Schnittkantenbilder aufgenommen werden, wobei die Schnittkante beim Aufnehmen der jeweiligen Schnittkantenbilder wie folgt - in beliebiger Reihenfolge - beleuchtet wird:

• Alle Lichtquellen aus;

• Frontallichtquelle und weitere Frontallichtquelle an, alle weiteren Lichtquellen aus;

• Winkellichtquelle und weitere Winkellichtquelle an, alle weiteren Lichtquellen aus;

• Frontallichtquelle, weitere Frontallichtquelle, Winkellichtquelle und weitere Winkellichtquelle an, alle weiteren Lichtquellen aus;

• Seitenlichtquelle, weitere Seitenlichtquelle, erste Lichtquelle und zweite Lichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• Seitenlichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• weitere Seitenlichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• erste Lichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus; • zweite Lichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• Winkellichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• weitere Winkellichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• Seitenlichtquelle und weitere Seitenlichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• erste Lichtquelle und zweite Lichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus;

• Frontallichtquelle, weitere Frontallichtquelle und erste Lichtquelle an; alle weiteren Lichtquellen aus.

Hierdurch kann ein aussagekräftiges Set an Schnittkantenbildern erstellt werden, um eine besonders zutreffende Charakterisierung der Schnittkante zu ermöglichen.

Das Erstellen des Schnittkantenbildes mit einer Kamera kann konstruktiv besonders einfach und kosteneffizient erfolgen, wenn die Kamera Teil eines Smartphones ist.

Die Übertragung des Schnittkantenbildes vom Smartphone an einen Rechner kann über eine geeignete Schnittstelle, insbesondere über eine Android Debugging Bridge (ADB), erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann folgenden Verfahrensschritt aufweisen:

D) Zuführen des Schnittkantenbildes an ein trainiertes neuronales Netz, wobei das neuronale Netz anhand des Schnittkantenbildes die Rauigkeit, die Schnittkantenschräge und/oder die Gratbildung der Schnittkante ermittelt und ausgibt.

Als neuronales Netz wird vorzugsweise ein faltendes neuronales Netz, insbesondere eines der folgenden neuronalen Netze, eingesetzt:

• AlexNet: Alex Krizhevsky, Imagenet classification with deep convolutional neural networks, Communications of the ACM 60.6, pg. 84-90 (2017);

• MobileNet: Andrew G. Howard, MobileNets: Efficient Convolutional Neural Networks for Mobile Vision Applications, CoRR, abs/1704.04861, (2017); Xception : Francois Chollet, Xception: Deep Learning with Depthwise Separable Convolutions, CoRR, abs/1610.02357, (2016).

Weiter bevorzugt wird vor dem Verfahrensschritt D) folgender Verfahrensschritt durchgeführt:

C) Teilen des Schnittkantenbildes und Zusammenfügen zu einem quadratischen Schnittkantenbild.

Durch dieses Preprocessing ist das Schnittkantenbild, insbesondere für das neuronale Netz, besser verarbeitbar und weist eine höhere Dichte relevanter Informationen auf, sodass die Analysequalität, insbesondere durch das neuronale Netz, verbessert wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Analyse einer Schnittkante, insbesondere mit einem hier beschriebenen Verfahren, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: a) Einen Werkstückhalter, insbesondere zum Auflegen eines Werkstücks mit einer Schnittkante, wobei sich die Werkstückauflage parallel zur Werkstückebene des aufgelegten Werkstücks erstreckt; b) eine Kamera zum Aufnehmen eines Schnittkantenbildes; c) Eine erste Lichtquelle, wobei die erste Lichtquelle senkrecht zur Werkstückebene beabstandet und zum Beleuchten der Schnittkante in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° anordenbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht das Erstellen eines besonders aussagekräftigen Schnittkantenbildes.

Die erste Lichtquelle kann in einem minimalen Winkel von mehr als 1°, insbesondere mehr als 3°, vorzugsweise mehr als 5°, besonders bevorzugt mehr als 10° anordenbar sein. Die erste Lichtquelle kann in einem maximalen Winkel von weniger als 30°, insbesondere weniger als 20°, zur Schnittkante anordenbar sein. Der Winkel der ersten Lichtquelle zur Schnittkante ist vorzugsweise materialabhängig gewählt. Das Werkstück mit der Schnittkante kann Teil der Vorrichtung sein. Besonders bevorzugt ist die Schnittkante dabei als eine mit einem Strahl, insbesondere Laser, geschnittene Schnittkante ausgebildet. Das Werkstück ist bevorzugt in Form eines Metallblechs ausgebildet.

Die Vorrichtung kann eine zweite Lichtquelle aufweisen, die der ersten Lichtquelle gegenüberliegt und in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° zur Schnittkante anordenbar ist.

Die zweite Lichtquelle kann in einem minimalen Winkel von mehr als 1°, insbesondere mehr als 3°, vorzugsweise mehr als 5°, besonders bevorzugt mehr als 10° anordenbar sein. Die zweite Lichtquelle kann in einem maximalen Winkel von weniger als 30°, insbesondere weniger als 20°, zur Schnittkante anordenbar sein. Der Winkel der zweiten Lichtquelle zur Schnittkante ist vorzugsweise materialabhängig gewählt.

Die zweite Lichtquelle ist vorzugsweise um die Werkstückebene gespiegelt zur ersten Lichtquelle angeordnet.

Die Vorrichtung kann eine oder mehrere der folgenden Lichtquellen aufweisen:

• Eine Frontallichtquelle, durch die die Schnittkante frontal beleuchtbar ist;

• eine weitere Frontallichtquelle, durch die die Schnittkante frontal beleuchtbar ist;

• eine Winkellichtquelle in der Werkstückebene, durch die die Schnittkante in einem Winkel zwischen 30° und 60° beleuchtbar ist;

• eine der Winkellichtquelle gegenüberliegende weitere Winkellichtquelle in der Werkstückebene, durch die die Schnittkante in einem Winkel zwischen 30° und 60° beleuchtbar ist;

• eine Seitenlichtquelle in der Werkstückebene, durch die die Schnittkante in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° beleuchtbar ist; eine der Seitenlichtquelle gegenüberliegende weitere Seitenlichtquelle in der Werkstückebene, durch die die Schnittkante in einem Winkel von mehr als 0° und weniger als 45° beleuchtbar ist.

Die Seitenlichtquelle und/oder die weitere Seitenlichtquelle kann/können zur Beleuchtung der Schnittkante in einem Winkel von mehr als 1° und weniger als 30°, insbesondere in einem Winkel von mehr als 2° und weniger als 20°, angeordnet sein.

Die Frontallichtquelle und die weitere Frontallichtquelle sind vorzugsweise zum parallelen Beleuchten der Schnittkante ausgebildet. Die Winkellichtquelle und die weitere Winkellichtquelle sind vorzugsweise um eine senkrecht zur Werkstückebene verlaufende Symmetrieebene gespiegelt angeordnet. Die Seitenlichtquelle und die weitere Seitenlichtquelle sind vorzugsweise gespiegelt zu einer senkrecht zur Werkstückebene verlaufenden Symmetrieebene angeordnet.

Die Lichtquellen können gleich ausgebildet sein. Die Lichtquelle(n) ist/sind vorzugsweise in Form von Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet. Die Lichtquelle(n) kann/können besonders bevorzugt in Form von high power LEDs, insbesondere in Form von Warm-White-LEDs, ausgebildet sein.

Weiter bevorzugt sind die Lichtquellen ±40%, insbesondere ±25%, vorzugsweise ±20%, besonderes bevorzugt ±15%, gleich weit zur Mitte der Schnittkante beab- standet. Die Lichtquellen können halbkugelförmig um die Mitte der Schnittkante angeordnet sein.

Das Ansteuern der Lichtquellen kann über eine DiglO-Card bzw. ein DiglO-Board der Vorrichtung erfolgen.

Die Vorrichtung kann ein Smartphone aufweisen, wobei die Kamera in Form einer Smartphonekamera ausgebildet ist. Die Übertragung des Schnittkantenbildes vom Smartphone an einen Rechner kann über eine geeignete Schnittstelle, insbesondere über eine Android Debugging Bridge (ADB), erfolgen.

Die Vorrichtung kann einen Rechner mit einem trainierten neuronalen Netz aufweisen, wobei das Schnittkantenbild dem neuronalen Netz zuführbar ist, um die Rauigkeit, die Schnittkantenschräge und/oder die Gratbildung zu ermitteln und auszugeben.

Als neuronales Netz wird vorzugsweise ein faltendes neuronales Netz, insbesondere eines der vorgenannten folgenden neuronalen Netze, eingesetzt: AlexNet, MobileNet, Xception.

Der Rechner kann einen Algorithmus aufweisen, der dazu ausgebildet ist, das Schnittkantenbild vor dem Zuführen des Schnittkantenbildes an das neuronale Netz das Schnittkantenbild zu teilen und zu einem quadratischen Schnittkantenbild zusammenzufügen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung

Fig. la zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit mehreren Lichtquellen und einer Kamera zum Erstellen eines aussagekräftigen Schnittkantenbildes in der Draufsicht.

Fig. lb zeigt schematisch die Vorrichtung aus Fig. la in der Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt eine isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der Vorrichtung zum Ansteuern der Lichtquellen und der Kamera. Fign. 4a-4n zeigen Schnittkantenbilder, die bei verschieden an- bzw. ausgeschalteten Lichtquellen aufgenommen wurden.

Die Fign. la und 1b zeigen eine Vorrichtung 10 zum Erstellen zumindest eines Schnittkantenbildes einer Schnittkante 12 eines Werkstücks 14. Fig. la zeigt dabei die Vorrichtung 10 in einer Draufsicht, Fig. lb zeigt die Vorrichtung 10 in einer Seitenansicht. Die Fign. la und lb werden nachfolgend gemeinsam beschrieben.

Die Schnittkante 12 wird in einem Verfahrensschritt A) mit einem Strahl, insbesondere Laserstrahl, erzeugt, dessen Schnittrichtung mit einem Pfeil 16 angedeutet ist. Unter der Schnittrichtung wird dabei die Richtung der Achse des Strahls, hier der optischen Achse des Laserstrahls, verstanden. Das Schneiden des Werkstücks 14 erfolgt vorzugsweise senkrecht zur Werkstückebene 18. Unter der Werkstückebene 18 wird dabei eine sich unendlich weit erstreckende, durch die Mitte des Werkstücks 14 verlaufende Ebene verstanden.

Im Verfahrensschritt B) wird zumindest ein Schnittkantenbild mit einer Kamera 20 erstellt. Im vorliegenden Fall ist die Kamera 20 Teil eines Smartphones 22. Das Erstellen mehrerer Schnittkantenbilder kann bei verschiedenen Beleuchtungen erfolgen.

Zur Beleuchtung der Schnittkante 12 ist eine erste Lichtquelle 24 vorgesehen. Zusätzlich dazu kann eine der ersten Lichtquelle 24 gegenüberliegende zweite Lichtquelle 26 vorgesehen sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beleuchtet die erste Lichtquelle 24 die Schnittkante 12 nahezu parallel zur Schnittrichtung 16 und die zweite Lichtquelle 26 die Schnittkante 12 nahezu antiparallel zur Schnittrichtung 16. Es ist jedoch auch möglich, dass die erste Lichtquelle 24 die Schnittkante 12 nahezu antiparallel bzw. die zweite Lichtquelle 26 die Schnittkante 12 nahezu parallel beleuchtet.

Die erste Lichtquelle 24 und die zweite Lichtquelle 26 sind signifikant beabstandet zur Werkstückebene 18 angeordnet und beleuchten die Schnittkante 12 in einem spitzen Winkel wl. Hierdurch werden Details der Schnittkante 12 besonders gut sichtbar.

Zur Beleuchtung der Schnittkante 12 kann/können eine oder mehrere der folgenden Lichtquellen vorgesehen sein:

• Eine Frontallichtquelle 28, die die Schnittkante 12 frontal, d.h. in Richtung der Werkstückebene 18, beleuchtet;

• eine weitere Frontallichtquelle 30, die die Schnittkante 12 frontal beleuchtet;

• eine Winkellichtquelle 32, die die Schnittkante 12 in der Werkstückebene 18 in einem Winkel w2 von ca. 45° zur optischen Achse 34 der Kamera 20 beleuchtet;

• eine weitere Winkellichtquelle 36, die die Schnittkante 12 in der Werkstückebene 18 im Winkel w2 von ca. 45° zur optischen Achse 34 der Kamera 20 beleuchtet;

• eine Seitenlichtquelle 38, die die Schnittkante 12 in der Werkstückebene 18 in einem spitzen Winkel w3 zur Längsachse 40 der Schnittkante 12 beleuchtet;

• eine weitere Seitenlichtquelle 42, die die Schnittkante 12 in der Werkstückebene 18 im Winkel w3 zur Längsachse 40 der Schnittkante 12 beleuchtet.

Unter der Längsachse 40 der Schnittkante 12 wird dabei eine sich unendlich erstreckende, durch die Mitte der Schnittkante 12 verlaufende Achse verstanden.

Die Winkel wl und w3 sind vorzugsweise gleich groß.

Wie aus den Fign. la und lb ersichtlich ist, weisen die Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 im Wesentlichen denselben Abstand zur Mitte der Schnittkante 12, d.h. dem Kreuzungspunkt zwischen der optischen Achse 34 und der Längsachse 40, auf. Die Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 sind im Wesentlichen halbkugelförmig zur Mitte der Schnittkante 12 angeordnet. Fig. 2 zeigt eine weitere Ansicht der Vorrichtung 10. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Vorrichtung 10 einen Werkstückhalter 44 zur Aufnahme, insbesondere Auflage, des Werkstücks 14 mit der Schnittkante 12 aufweist.

Die Vorrichtung 10 weist einen Smartphonehalter 46 für das Smartphone 22 auf. Weiterhin weist die Vorrichtung 10 einen Lichtquellenhalter 48 für die Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 (siehe Fign. la, lb; in Fig. 2 ist lediglich die Seitenlichtquelle 38 gut sichtbar) auf. Der Smartphonehalter 46 und/oder der Lichtquellenhalter 48 kann/können zumindest einen Profilstab 50, insbesondere mehrere Profilstäbe (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit Bezugszeichen versehen), insbesondere in Form eines Aluminiumprofilstabes bzw. in Form von Aluminiumprofilstäben, aufweisen, um eine flexible Anpassung der Vorrichtung 10 zu ermöglichen. Die Vorrichtung 10 kann weiterhin eine Lochplatte 52 zur flexiblen Montage der Vorrichtung 10 aufweisen.

Fig. 3 zeigt einen Schaltplan der Vorrichtung 10. Dabei sind die Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 (siehe Fign. la, lb) schematisch in Form von Kreisen dargestellt. Zur Steuerung der Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 und des Smartphones 22 bzw. der Kamera 20 ist ein Rechner 54 vorgesehen. Das Ein- und Ausschalten der Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 kann über ein DiglO- Board bzw. eine DiglO-Card 56 erfolgen.

Der Rechner 54 kann ein neuronales Netz 58 aufweisen. Das neuronale Netz 58 kann dazu trainiert sein, insbesondere in einem Verfahrensschritt D), das zumindest eine aufgenommene Schnittkantenbild, insbesondere mehrere aufgenommene Schnittkantenbilder, zu analysieren und Merkmale der Schnittkante 12 (siehe Fign. la, lb und 2) zu identifizieren. Das neuronale Netz 58 ist vorzugsweise dazu trainiert, die Rauigkeit, Schnittkantenschräge und/oder die Gratbildung der Schnittkante 12 (siehe Fign. la, lb und 2) zu bestimmen.

Das neuronale Netz 58 kann Teil eines Algorithmus 60 sein. Der Algorithmus 60 kann dazu ausgebildet sein, insbesondere in einem Verfahrensschritt C), vor der Analyse des Schnittkantenbildes bzw. der Schnittkantenbilder durch das neuronale Netz 58 das Schnittkantenbild bzw. die Schnittkantenbilder zu teilen und in quadratischer Form auszugeben. Hierdurch kann/können das Schnittkantenbild bzw. die Schnittkantenbilder besser durch das neuronale Netz 58 verarbeitet werden und der Informationsgehalt des Schnittkantenbildes bzw. der Schnittkantenbilder wird erhöht.

Die Fign. 4a bis 4n zeigen dieselbe Schnittkante 12 (siehe Fign. la, lb und 2) bei verschiedenen Beleuchtungen durch die Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 (siehe Fign. la, lb).

Dabei sind die Lichtquellen wie folgt an- bzw. ausgeschaltet:

• Fig. 4a: Alle Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 aus;

• Fig. 4b: Frontallichtquelle 28 und weitere Frontallichtquelle 30 an, alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 32, 36, 38, 42 aus;

• Fig. 4c: Winkellichtquelle 32 und weitere Winkellichtquelle 36 an, alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 38, 42 aus;

• Fig. 4d: Frontallichtquelle 28, weitere Frontallichtquelle 30, Winkellichtquelle 32 und weitere Winkellichtquelle 36 an, alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 38, 42 aus;

• Fig. 4e: Seitenlichtquelle 38, weitere Seitenlichtquelle 42, erste Lichtquelle 24 und zweite Lichtquelle 26 an; alle weiteren Lichtquellen 28, 30, 32, 36 aus;

• Fig. 4f: Seitenlichtquelle 38 an; alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 42 aus;

• Fig. 4g: Weitere Seitenlichtquelle 42 an; alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38 aus;

• Fig. 4h: Erste Lichtquelle 24 an; alle weiteren Lichtquellen 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 aus;

• Fig. 4i: Zweite Lichtquelle 26 an; alle weiteren Lichtquellen 24, 28, 30, 32, 36, 38, 42 aus;

• Fig. 4j: Winkellichtquelle 32 an; alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 36, 38, 42 aus; • Fig. 4k: Weitere Winkellichtquelle 36 an; alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 38, 42 aus;

• Fig. 41: Seitenlichtquelle 38 und weitere Seitenlichtquelle 42 an; alle weiteren Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36 aus;

• Fig. 4m: erste Lichtquelle 24 und zweite Lichtquelle 26 an; alle weiteren Lichtquellen 28, 30, 32, 36, 38, 42 aus;

• Fig. 4n: Frontallichtquelle 28, weitere Frontallichtquelle 30 und erste Lichtquelle 24 an; alle weiteren Lichtquellen 26, 32, 36, 38, 42 aus.

Dabei hat sich gezeigt, dass das neuronale Netz 58 (siehe Fig. 3) aus dem Schnittkantenbild gemäß Fig. 4a (alle Lichtquellen 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 42 aus, nur Hintergrundbeleuchtung an) am besten geeignet ist, um die Gratbildung der Schnittkante 12 (siehe Fign. la, lb und 2) zu ermitteln.

Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Beleuchtung gemäß den Fign. 4h, 4i und 4m (erste Lichtquelle 24 und/oder zweite Lichtquelle 26 an, alle weiteren Lichtquellen 28, 30, 32, 36, 38, 42 aus) für das neuronale Netz 58 (siehe Fig. 3) am besten geeignet ist, um die Rauigkeit und die Schnittkantenschräge der Schnittkante 12 (siehe Fign. la, lb und 2) zu ermitteln.

Allgemein hat sich gezeigt, dass die Ermittlung zutreffender Parameter der Schnittkante 12 (siehe Fign. la, lb und 2) mittels des neuronalen Netzes 58 (siehe Fig. 3) durch verschiedene Beleuchtungen optimiert werden kann.

Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung eine Vorrichtung 10 zur Analyse einer Schnittkante 12 eines Werkstücks 14. Das Werkstück 14 kann in einem Werkstückhalter 44 gehalten werden, um die Schnittkante 12 mit einer ersten Lichtquelle 24 in einem spitzen Winkel wl zu beleuchten. Die Beleuchtung durch die erste Lichtquelle 24 erfolgt vorzugsweise bis auf wenige Grad parallel oder antiparallel zur Schnittrichtung 16 der Schnittkante 12. Mit anderen Worten erfolgt die Beleuchtung durch die erste Lichtquelle 24 in einem spitzen Winkel wl zu einer Ebene, die sich senkrecht zur Werkstückebene 18 in Richtung der Längsachse 40 der Schnittkante 12 erstreckt. Die erste Lichtquelle 24 ist dabei vorzugsweise parallel versetzt zur Werkstückebene 18 angeordnet. Die Vorrichtung 10 weist eine Kamera 20 auf, deren optische Achse 34 sich vorzugsweise in der Werkstückebene 18 erstreckt. Ein Rechner 54 kann einen Algorithmus 60, insbesondere mit einem neuronalen Netz 58, aufweisen, um mit der Kamera 20 erstellte Schnittkantenbilder zu analysieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Analyse der Schnittkante 12, insbesondere mit einer solchen Vorrichtung 10.

Bezuqszeichenliste

10 Vorrichtung

12 Schnittkante

14 Werkstück

16 Schnittrichtung eines Laserstrahls

18 Werkstückebene

20 Kamera

22 Smartphone

24 erste Lichtquelle

26 zweite Lichtquelle

28 Frontalllichtquelle

30 weitere Frontallichtquelle

32 Winkellichtquelle

34 optische Achse der Kamera 20

36 weitere Winkellichtquelle

38 Seitenlichtquelle

40 Längsachse der Schnittkante 12

42 weitere Seitenlichtquelle

44 Werkstückhalter

46 Smartphonehalter

48 Lichtquellenhalter

50 Profilstab

52 Loch platte

54 Rechner

56 DiglO-Card

58 neuronales Netz

60 Algorithmus wl Winkel der ersten Lichtquelle 24 und der zweiten Lichtquelle 26 zur

Schnittkante 12 w2 Winkel der Winkellichtquellen 32, 34 zur optischen Achse 34 der Kamera 20 w3 Winkel der Seitenlichtquellen 38, 42 zur Längsachse 40 der Schnittkante 12