Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beladen einer Tafelablagevorrichtung einer Flachbettwerkzeugmaschine mit einer Materialtafel. Ferner betrifft die Erfindung eine Flachbettwerkzeugmaschine.

Flachbettwerkzeugmaschinen wie Laserschneidmaschinen werden zur Bearbeitung von Mate rialtafeln wie Rohblechtafeln/Blechen eingesetzt. Hierzu wird eine zu bearbeitende Material tafel üblicherweise auf eine Palette abgelegt und mit dieser in einen Bearbeitungsraum der Flachbettwerkzeugmaschine eingebracht. Üblicherweise erfolgt das Beladen bei kleinen Mate rialtafel manuell, d.h. ohne Hilfsmittel, oder bei größeren Formaten von Materialtafeln mit Hilfe einer Hebevorrichtung. In beiden Fällen können Anschläge auf der Palette vorgesehen werden, um das Beladen der Palette an einer festen Position zu gewährleisten.

Ein Beispiel für eine Hebevorrichtung von plattenförmigen metallischen Werkstücken ist aus der DE 102017 223 574 Al insbesondere zur Verwendung mit einer Flachbettwerkzeugma schine bekannt.

Die für das Beladen relevante Information wie Materialtafeltyp (gegeben z.B. durch die Tafel maße und Materialart) und Tafelausrichtung hat der Bediener den Auftrags- und Produktions papieren zu entnehmen. Der Bearbeitungsvorgang ist auf eine korrekte Belegung mit auszu schneidenden Werkstücken ausgerichtet. Dies setzt insbesondere die korrekte Ausrichtung der Materialtafel an den Anschlägen zumindest innerhalb vorgegebener Toleranzen voraus.

Es ist alternativ aus der JP 2013-039591 A bekannt, in einer Schneidregion eine Kamera zu verwenden, um ein zu schneidendes Material mithilfe von Basispunkten zu erkennen, wobei die Basispunkte in der Schneidregion vorgesehen sind und so in einem aufgenommenen Bild der Kamera erkannt werden können.

Einem Aspekt dieser Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Beladevorgang von Flachbettwerkzeugmaschinen zu vereinfachen und eine flexible Einbindung des Beladevor gangs in den Fertigungsprozess zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe liegt darin, die Ver wendung einer Hebevorrichtung beim Beladevorgang zu optimieren, um einen Bediener einer Flachbettwerkzeugmaschine beim Beladen und auch bei der Vereinzelung von bearbeiteten Teilen zu unterstützen.

Zumindest eine dieser Aufgaben wird gelöst durch ein Verfahren zum Beladen einer Tafelab lagevorrichtung nach Anspruch 1 und durch eine Flachbettwerkzeugmaschine nach Anspruch 9. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Aspekt der Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Beladen einer Tafelablagevorrichtung einer Flachbettwerkzeugmaschine mit einer Materialtafel, wobei die Materialtafel der Bear beitung mit der Flachbettwerkzeugmaschine ausgehend von einer der Bearbeitung in einem Maschinenkoordinatensystem zugeordneten Soll-Lage zuzuführen ist und die Flachbettwerk zeugmaschine ein Kamerasystem mit mindestens einer Kamera umfasst. Das Kamerasystem ist zum Erzeugen von Bildaufnahmen der Tafelablagevorrichtung ausgebildet, die zu dem Ma schinenkoordinatensystem der Flachbettwerkzeugmaschine räumlich kalibriert sind. Das Ver fahren kann die folgenden Schritte umfassen:

Erzeugen einer Bildaufnahme der Materialtafel im Bereich der Tafelablagevorrichtung, Auswerten der Bildaufnahme zum Bestimmen einer Ist-Tafellage im Maschinenkoordinaten system,

Erfassen einer Abweichung der bestimmten Ist-Tafellage von der Soll-Lage und Verwenden der erfassten Abweichung zur Ausrichtung und Positionierung der Materialtafel.

In einem weiteren Aspekt umfasst eine Flachbettwerkzeugmaschine, optional Laserschneid- flachbettmaschine zum Ausschneiden von Werkstücken aus einer Materialtafel mit einem La serstrahl: eine Tafelablagevorrichtung, optional als ein Palettenwechsler mit einer Palette oder als ein Maschinentisch ausgebildet, zum Bereitstellen einer Ablagefläche zur Lagerung der Material tafel, ein Kamerasystem mit mindestens einer Kamera, das zum Erzeugen einer Bildaufnahme der Tafelablagevorrichtung ausgebildet ist, die hinsichtlich des Maschinenkoordinatensystems der Flachbettwerkzeugmaschine räumlich kalibriert ist, wobei die Bildaufnahme optional eine Pa lette mit der aufliegenden oder vertikal beabstandeten Materialtafel zeigt, eine Bearbeitungseinheit, die optional als Laserschneideinheit ausgebildet ist, und eine Steuerungseinheit zum Durchführen eines Verfahrens, wie es zuvor und allgemein hierin beschrieben wird. Ferner kann die Flachbettwerkzeugmaschine optional eine Hebevorrichtung aufweisen. Die mindestens eine Kamera kann an der Bearbeitungseinheit angebracht sein. Fer ner kann das Kamerasystem zur zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen Bilderfas sung ausgebildet sein.

In einigen Weiterbildungen kann die Ist-Tafellage in einer Auflageebene der Tafelablagevor richtung bestimmt werden. Dabei können die Ist-Tafellage und die Soll-Lage jeweils durch ei nen Abstand in der Auflageebene zwischen einem Bezugspunkt der Materialtafel und einem Referenzpunkt der Auflageebene sowie durch eine Ausrichtung der Materialtafel in der Aufla geebene gegeben werden.

In einigen Weiterbildungen umfasst das Verfahren den Schritt:

Ablegen der Materialtafel auf der Tafelablagevorrichtung, sodass die Ist-Tafellage für eine ab gelegte Materialtafel bestimmt wird.

In einigen Weiterbildungen wird ferner eine Hebevorrichtung zum Ablegen der Materialtafel auf der Tafelablagevorrichtung eingesetzt und das Verfahren umfasst ferner die Schritte: Aufnehmen der Materialtafel mit der Hebevorrichtung und

Transportieren der Materialtafel mit der Hebevorrichtung über die Tafelablagevorrichtung, so dass die Ist-Tafellage für eine oberhalb der Tafelablagevorrichtung gehaltene Materialtafel be stimmt wird.

Dabei kann die Ist-Tafellage in der Auflageebene der Tafelablagevorrichtung unter der An nahme einer reinen Ab senkbewegung der Materialtafel auf die Tafelablagevorrichtung be stimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Transformationsgleichung einer im Raum bestimmten Lage der Materialtafel in das Maschinenkoordinatensystem mithilfe von mindes tens einem Marker oder mindestens einem Schlüsselmerkmal, der oder das an der Hebevor richtung vorgesehen ist, gewonnen werden, um die Ist-Tafellage in der Auflageebene zu be stimmen. Zusätzlich oder alternativ kann die Hebevorrichtung eine Wiege-Einheit zur Bestim mung der Masse der aufgenommenen Materialtafel umfassen, wobei die Wiege-Einheit optio nal eine Waage oder eine Recheneinheit, die die Masse aus der ersten Bildaufnahme der Mate rialtafel und vorgegebenen Parametern der der Materialtafel ableitet, sein kann. Das Verfahren kann entsprechend ferner die folgenden Schritte aufweisen:

Bestimmen der Masse der aufgenommenen Materialtafel, Vergleichen der bestimmten Masse mit einer vorgegebenen Masse der für die Bearbeitung vorgesehenen Materialtafel und

Ausgeben eines Fehlersignals im Fall, dass das Vergleichen einen Unterschied zwischen der bestimmten Masse und der vorgegebenen Masse ergibt.

In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweisen: Ableiten von geometrischen Abmaßen der Materialtafel aus der Bildaufnahme unter Verwen dung der räumlichen Kalibration der Kamera und

Bestimmen der Ist-Tafellage anhand der geometrischen Abmaße der Materialtafel.

In einigen Ausführungsformen des Verfahrens kann die erfasste Abweichung verwendet wer den, um die Hebevorrichtung derart anzusteuern, dass die Materialtafel an der Soll-Position abgelegt wird, wobei optional ein automatisiertes Ablegen erfolgt. Zusätzlich oder alternativ kann die erfasste Abweichung verwendet werden, um einem Bediener der Flachbettwerkzeug maschine Information zur Abweichung und optional die Soll-Lage und/oder die Ist-Tafellage anzuzeigen. Dies kann z.B. auf einem Monitor der Flachbettwerkzeugmaschine erfolgen oder in eine Augmented-Reality-Anzeigeeinheit eingeblendet werden. Optional können weitere Prozessinformationen angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die erfasste Abwei chung verwendet werden, um den Bearbeitungsprozess und optional die Soll-Lage in Abhän gigkeit der Ist-Tafellage und optional einer, insbesondere mit der Kamera erfassten Anord nung von Auflagestegen der Tafelablagevorrichtung anzupassen.

In einigen Ausführungsformen des Verfahrens kann die Soll-Lage: manuell von einem Bediener der Flachbettwerkzeugmaschine vorgebbar sein, und/oder in Abhängigkeit von einer erfassten Anordnung von Auflagestegen der Tafelablagevorrich tung, die optional mit dem Kamerasystem erfasst wird, zum Zeitpunkt des Ablegens der Mate rialtafel berechnet werden, und/oder in Abhängigkeit einer Schachtelung von aus der Materialtafel zu erzeugenden Werkstücken und optional in Abhängigkeit von mindestens einem der Parameter Vermeidung von kippen den Werkstücken, Unterstützung der Werkstücke während des Schneidprozesses und Vermei dung von Schlackespritzern auf Werkstücken und Verschweißen von Werkstücken ermittelt werden. Die hierin beschriebenen Konzepte betreffen insbesondere die Bearbeitung von Blechen (Blechtafeln, plattenförmige metallische Ausgangswerkstücke) mit einer (Laserschneid-) Flachbettwerkzeugmaschine.

Vorteile der Erfindung umfassen ein positionsgenaues und weitgehend fehlerreduziertes Bela den einer Tafelablagevorrichtung einer Flachbettwerkzeugmaschine mit einer oder mit mehre ren Blechtafeln sowie einen erleichterten Transport und eine vereinfachte Positionierung schwerer Einzelteile.

Ferner kann die Erfindung die Prozesssicherheit erhöhen, indem z.B. eine Auflagestegsitua tion in der Bearbeitung berücksichtigt wird. Beispielhafte Vorgehensweisen bei der Erzeu gung von Laserschneidplänen, die dies berücksichtigen, sind in der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 102018 126 077.6 mit Anmeldetag 19. Oktober 2018 der An melderin offenbart.

Überdies kann sich eine vorteilhafte Produktivitätssteigerung durch verkürzte Materialwech selzeiten ergeben.

Hierin werden Konzepte offenbart, die es erlauben, zumindest teilweise Aspekte aus dem Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ergeben sich weitere Merkmale und deren Zweckmäßigkeiten aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figu ren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische räumliche Darstellung einer Flachbettwerkzeugmaschine mit einer Palette, die zum Einfahren in die Flachbettmaschine bereitsteht und mit einer Materialtafel beladen ist,

Fig. 2 eine schematische räumliche Darstellung einer Flachbettwerkzeugmaschine mit einer Hebevorrichtung zum Beladen einer Palette,

Fig. 3 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung eines Verfahrens zum Beladen einer

Tafelablagevorrichtung und

Fig. 4A u. 4B schematische Darstellungen von beispielhaften Bildaufnahmen, die zur Unter stützung des Beladevorgangs und der Bearbeitungsplanung einem Bediener an gezeigt werden können. Hierin beschriebene Aspekte basieren zum Teil auf der Erkenntnis, dass der manuell durchge führte oder mit einer Hebevorrichtung unterstützte Beladevorgang hinsichtlich der Position einer Blechtafel auf einer Tafelablagevorrichtung mithilfe eines optischen Messsystems unter stützt werden kann. So wurde erkannt, dass ein optisches Erfassen der zu bearbeitenden Blechtafel es ermöglichen kann, beispielsweise losgelöst von Anschlägen eine Blechtafel auf der Tafelablagevorrichtung hinsichtlich der vorzunehmenden Bearbeitung korrekt zu positio nieren. Dabei kann die Positionierung optional an den Bearbeitungsprozess angepasst werden. Überdies kann eine Auswertung der Position der optisch erfassten Blechtafel in den Bearbei tungsvorgang der Materialtafel selbst einfließen, so beispielsweise bei

- der Erstellung eines Bearbeitungsplans,

- bei der Überprüfung von Material und Geometrie der abgelegten/abzulegenden Materialtafel und damit der Überprüfung hinsichtlich einer korrekten Auswahl der Materialtafel oder

- bei der Überprüfung der Position einer abgelegten oder abzulegenden Materialtafel hinsicht lich der Konfiguration der Tafelablagevorrichtung, z.B. hinsichtlich der relativen Position der Auflagepunkte zur Schneidlinie.

Erfindungsgemäß kann bei einem manuellen Beladen einer Blechbearbeitungsmaschine (als Beispiel einer Flachbettwerkzeugmaschine) die Position einer Blechtafel (als Beispiel einer Materialtafel) mittels eines optischen Messsystems erfasst und die erfasste aktuelle Position dem Bediener der Blechbearbeitungsmaschine angezeigt werden. Der Bediener kann erfin- dungsgemäß bei der Ablage einer Materialtafel in einer optimalen bzw. für die Bearbeitung vorgesehenen Ablageposition (Soll-Lage) unterstützt werden, wenn die Ablageposition z.B. vom Steuerungssystem der Flachbettwerkzeugmaschine vorgegeben ist. Die Soll-Lage muss dabei keine absolute Lage sein, sondern kann Toleranzen aufweisen. Z.B. können Toleranzen bis zu +/- 50 mm erlaubt sein, falls z.B. der Bearbeitungsplan diese berücksichtigt hat. Das Steuerungssystem der Flachbettwerkzeugmaschine, insbesondere die Laseransteuerung, kann die tatsächliche (Ist-) Lage (wenn sie z.B. im Toleranzbereich liegt) erkennen und das Maschi nenbearbeitungsprogramm (z.B. den Schneidplan) mittels Transformation an die tatsächliche Ist-Lage anpassen. Ebenso kann der Einsatz einer Hebevorrichtung optimiert werden, um den Bediener beim Beladen einer Tafelablagevorrichtung einer Flachbettwerkzeugmaschine und optional auch bei der späteren Vereinzelung von bearbeiteten Teilen optimal zu unterstützen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielhafte Konfigurationen von Flachbettwerkzeugmaschinen 1, bei denen die hierin offenbarten Konzepte umgesetzt werden können. Fig. 1 bezieht sich auf ein manuelles Beladen und verdeutlicht zusätzlich den Aspekt der Informationsdarstellung. Im Unterschied hierzu zeigt Fig. 2 ein mit einer Hebevorrichtung unterstütztes Beladen.

In Fig. 1 umfasst die Flachbettwerkzeugmaschine 1 eine Bearbeitungseinheit 3, beispielsweise eine Schneideinheit, die einen Maschinenbereich darstellt, in dem eine Materialbearbeitung erfolgt, beispielsweise ein Schneidvorgang durchgeführt werden kann.

Die Flachbettwerkzeugmaschine 1 umfasst ferner einen vorgelagerten Palettenwechsler 5, der es erlaubt, den Betrieb der Flachbettwerkzeugmaschine 1 mit einer oder mehreren Paletten 7 durchzuführen. Auf der Palette 7 wurde eine Materialtafel 9 (insbesondere aus Blech) für ei nen Bearbeitungsvorgang, beispielsweise einen Schneidvorgang, abgelegt. Der Palettenwechs ler 5 mit der Palette 7 ist ein Beispiel für eine Tafelablagevorrichtung, die in diesem Fall der Flachbettwerkzeugmaschine lzugeordnet ist. Allgemein kann die Tafelablagevorrichtung zu einer Vorrichtung zum Trennen von plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Metallble chen, wie einer Laser- Flachbettwerkzeugmaschine gehören. Der Bearbeitungsvorgang erfolgt in der Bearbeitungseinheit 3, sobald die Palette 7 mit der Materialtafel 9 in die Bearbeitungs einheit 3 eingefahren wird. Der Ablauf des Bearbeitungsvorgangs wird beispielsweise mit ei ner Steuerungseinheit 11 gesteuert und überwacht.

Die Palette 7 umfasst einen z. B. rechteckigen Palettenrahmen 13 mit kurzen und langen Sei tenabschnitten sowie eine Anordnung von Auflagestegen 13A. Die Auflagestege 13 A sind am Palettenrahmen 13 an den langen Seitenabschnitten befestigt und verlaufen parallel zu den kurzen Seitenabschnitten der Palette 7. Auf einer durch die Auflagestege 13 definierten Aufla geebene wurde die zu schneidende Materialtafel 9 abgelegt.

Fig. 1 zeigt ferner schematisch eine Kamera 15 als Beispiel eines Kamerasystems für die Er fassung von zweidimensionalen oder dreidimensionalen Aufnahmen. Für mehrdimensionale Aufnahmen können auch mehrere Kameras eingesetzt werden. Die Kamera 15 ist beispielhaft zentral bezüglich des Palettenwechslers 5 mit einem Abstand zur Auflageebene an der Bear beitungseinheit 3 angebracht und zur Aufnahme der Palette 7 auf diese ausgerichtet. Eine Ka mera ist hierin allgemein ein Bildaufzeichnungsgerät, das vorzugsweise im sichtbaren Wellen längenbereich operiert. Die Bildaufzeichnung kann jedoch auch in anderen Wellenlängenbe reich (z.B. infrarot-Bereich) oder auf anderen Strahlungen (Ultraschall-Strahlen) basieren. Für die hierin offenbarten Konzepte kann beispielsweise ein Kamerasystem zur Bilderfassung eingesetzt werden, wie es in der DE 102016 120 131 Al für eine Unterstützung beim Absor tieren von Werkstücken oder in der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2018 133 524.5 mit Anmeldetag 21. Dezember 2018 der Anmelderin hinsichtlich der Verarbeitung von Restgittem beschrieben wird.

Die Kamera 15 sendet Bilddaten an die Steuerungseinheit 11 der Flachbettwerkzeugmaschine 1, in der ein Bildverarbeitungsalgorithmus durchgeführt werden kann. Im Speziellen wird hie rin vorgeschlagen, mit dem Bildverarbeitungsalgorithmus Informationen über die Lage (Posi tion und Ausrichtung) der Materialtafel 9 zu gewinnen und diese im Bearbeitungsvorgang und/oder dessen Vorbereitung zu nutzen. Beispielsweise kann mit dem Bildverarbeitungsalgo rithmus aus einer Bildaufnahme der Palette 7 (mit aufliegender Materialtafel 9) eine aktuelle Lage der Materialtafel 9 auf der Palette 7 bestimmt werden. Die Lage und die Ausrichtung der Materialtafel 9 können in Bezug zu einem Referenzpunkt des Bezugssystems der Flachbett werkzeugmaschine 1 bestimmt werden. Beispielsweise kann der Bildverarbeitungsalgorith mus eine Ausrichtung (Rotation) einer rechteckigen Materialtafel 9 in der Auflageebene und/ oder eine Translation eines Bezugspunkts der Materialtafel 9 bezüglich eines Referenzpunkts 0, der einem Eckpunkt der rechteckig ausgebildeten Palette 7 zugeordnet ist, ableiten.

Beispielsweise ist die Kamera 15 auf ein Maschinenkoordinatensystem der Bearbeitungsein heit 3 kalibriert. Entsprechend kann z.B. eine Transformation von Bildkoordinaten in Maschi nenkoordinaten (z.B. als Transformationsgleichung) in der Steuerungseinheit hinterlegt sein, sodass Bildaufnahmen und insbesondere die Lage der darin erfassten Materialtafel 9 in Bezug zum Maschinenkoordinatensystem gesetzt werden können. Mit anderen Worten ermöglicht eine Kalibrierung der Kamera 15 es, eine Translation und/oder eine Rotation der Materialtafel 9 zu einem Referenzpunkt, bzw. zu einer Soll-Lage, die in Bezug zum Referenzpunkt (und üb licherweise mit einem Toleranzbereich) gegeben ist, zu berechnen.

Für einen Bearbeitungsvorgang kann die Palette 7 entlang einer Paletteneinfuhrrichtung 17 in die Bearbeitungseinheit 3 hineingefahren werden. Der dargestellte Palettenwechsler erlaubt einen Betrieb der Laserflachbettmaschine 1 mit einer Palette von einer Seite. Alternativ kön nen auf gegenüberliegenden Seiten der Bearbeitungseinheit 3 je ein Palettenwechsler vorgese hen werden, sodass die Flachbettwerkzeugmaschine 1 von zwei Seiten betrieben werden kann und entsprechend zwei Kamerasysteme benötigt werden. Fig. 1 deutet beispielhaft Konturen 19 von aus der Materialtafel 9 auszuschneidenden Teilen an, wie sie in einem Bearbeitungsplan, hier einem Schneidplan, hinsichtlich einer Soll-Lage festgelegt wurden.

Wie in Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wird, dient die Kamera 15 gemäß den hierin offen barten Konzepten dem Erzeugen von Bildaufnahmen der Materialtafel 9 im Bereich der Tafel ablagevorrichtung (in Fig. 1 abgelegt und in Fig. 2 kurz vor dem Ablegen). Anschließend wer den die Bildaufnahmen ausgewertet, um den Beladevorgang zu unterstützen. Beispielsweise können Ergebnisse der Auswertung von der Steuerungseinheit 11 auf einem - zum Datenaus tausch mit der Steuerungseinheit 11 verbundenen - Monitor 21 ausgegeben werden. Der Mo nitor 21 ist z.B. für einem Bediener, der sich im Bereich des Palettenwechslers 5 aufhält, mög lichst gut sichtbar an der Bearbeitungseinheit3 angeordnet. Fig. 1 zeigt eine Bildaufnahme 22 der abgelegten Materialtafel 9, wie sie auf dem Monitor 21 angezeigt wird.

Alternativ oder zusätzlich können die Ergebnisse des Bildverarbeitungsalgorithmus als Infor mation in das Sichtfeld einer - zum Datenaustausch mit der Steuerungseinheit 11 verbundenen - (3D-) Datenbrille 23 eingeblendet werden. Blickt der Träger (nicht gezeigt) der Datenbrille 23 auf die Palette 7, kann ihm Zusatzinformation zur Positionierung der Materialtafel 9 ange zeigt werden.

Beispielhaft zeigen in Fig. 1 die Datenbrille 23 und der Monitor 21 einen Verschiebepfeil 25, der an der gesehenen oder aufgenommenen Materialtafel 9 ansetzt und die Richtung andeutet, in der die Materialtafel 9 zu bewegen ist, um in eine Soll-Lage zu kommen. Wie bereits ange sprochen können die Datenbrille 23 und der Monitor 21 dem Bediener zusätzliche Information zum aktuellen Bearbeitungsvorgang anzeigen. Beispielhaft sind in Fig. 1 Konturen 19‘ zu schneidender Werkstücke auf der Datenbrille 23 und Auftragsdaten 27 zu einem zu schnei denden Werkstück wie zum Beispiel Informationen zur Materialtafel (laterale Ausmaße und Dicke sowie Tafelmaterialtyp) auf dem Monitor 21 angedeutet.

Die in Fig. 2 dargestellte Flachbettwerkzeugmaschine 1 umfasst eine Hebevorrichtung 31 zum Transportieren und Ablegen von insbesondere großen Materialtafeln, wobei die Hebevorrich tung auch unabhängig von der Flachbettwerkzeugmaschine 1 vorgesehen sein kann. Hinsicht lich der Ausgestaltung der Tafelablagevorrichtung, des Kamerasystems etc. wird auf Fig. 1 verwiesen. Die Steuerungseinheit 11 ist beispielsweise mit der Bearbeitungseinheit 3, der He bevorrichtung 31, dem Monitor 21 und der Kamera 15 zum Datenaustausch verbunden.

In Fig. 2 ist die Hebevorrichtung 31 schematisch als Kran mit einem Ausleger 33 dargestellt. Am Ausleger 33 hängt beispielsweise an einer Kette 35 oder einem starren Halterungssystem eine Haltevorrichtung 37. Die Haltevorrichtung 37 erlaubt es, die Materialtafel 9 beispiels weise über Sauger 39 zu fixieren. Beispielsweise wird mit der Hebevorrichtung 31 eine oberste Materialtafel von einer Rohtafelpalette (nicht gezeigt) aufgenommen und über die Pa lette 7 geschwenkt, um sie dort abzulegen.

Fig. 2 zeigt den Zustand kurz vor dem Ablegen, in dem die Materialtafel 9 in etwa über der Soll-Lage auf der Palette 7 schwebt. In dieser (ersten) Ist-Tafellage wird mit dem Kamerasys tem 15 eine (erste) Bildaufnahme erstellt. Dabei kann die Erkennung der Position und Aus richtung der Materialtafel 9 im Raum beispielsweise mit an der Haltevorrichtung 37 vorgese henen Markern 41 unterstützt werden.

Ergebnisse des Bildverarbeitungsalgorithmus können einem Bediener wieder beispielsweise auf dem Monitor 21 angezeigt (in Fig. 2 ist beispielhaft ein Pfeil 43 zur Verdeutlichung einer benötigten Drehung angedeutet) oder in das Sichtfeld einer Datenbrille eingeblendet werden. Ferner können die Informationen zum Steuern der Hebevorrichtung 31 derart genutzt werden, dass die Materialtafel 9 genau über die Soll-Lage bewegt wird und entsprechend auf der Pa lette 7 abgelegt werden kann. Dies kann teil- oder vollautomatisiert erfolgen.

Die Hebevorrichtung 31 kann ferner eine Wiege-Einheit zum Bestimmen des Gewichts der angehängten Materialtafel 9 aufweisen. Das bestimmte Gewicht ermöglicht eine Überprüfung, ob die richtige Materialtafel aufgenommen wurde oder nicht. Die Wiege-Einheit kann z.B. auf einer Waage 45 und/oder auf einer Auswertung der erfassten Bildaufnahmen basieren. In letz terem Fall kann die Steuerungseinheit 11 aus den gewonnenen Ausmaßen der Materialtafel 9 zusammen mit Materialinformationen (Materialtyp) auf das Gewicht der Materialtafel 9 zu rückschließen.

Fig. 3 verdeutlicht in einem Flussdiagramm verschiedene Aspekte, die einzeln oder in Grup pen in ein Verfahren zum Beladen einer Tafelablagevorrichtung einer Flachbettwerkzeugma schine mit einer oder mit mehreren Materialtafeln einfließen können. Dabei sind die hierin vorgeschlagenen Konzepte insbesondere bei Mehrtafelbelegungen von Vorteil, wenn z.B. die Ablagepositionen (Soll-Lagen) nicht aller Materialtafeln über Anschläge vorgegeben werden können.

Ausgangspunkt ist das Bereitstellen eines optischen Messsystems (Kamerasystem) bestehend aus 2D- und/oder 3D-Kameras. Das Messsystem erzeugt eine erste Bildaufnahme der Materi altafel 9 (Schritt 101), aus der eine erste (aktuelle) Ist-Tafellage abgeleitet werden kann. Die Erzeugung der ersten Bildaufnahme kann nach erfolgtem Ablegen der Materialtafel auf einer Auflageebene erfolgen (Schritt 101 A). Alternativ kann die erste Bildaufnahme der Materialta fel 9 erfasst werden, während sich die Materialtafel 9 an der Hebevorrichtung oberhalb der Auflageebene befindet (Schritt 101B). Die Auflageebene wird auch als Arbeitsfläche bezeich net, wie sie z.B. von der Tafelablagevorrichtung (beispielsweise ein Maschinentisch oder eine Palette) bereitgestellt wird.

Anschließend erfolgt ein Auswerten der ersten Bildaufnahme (Schritt 103).

Wird die Materialtafel 9 auf dem Maschinentisch oder der Palette abgelegt, kann die Blech lage über die geometrischen Abmaße der Materialtafel 9 erfasst werden (Schrittl03A).

Soll die Materialtafel 9 unter Verwendung einer Hebevorrichtung auf dem Maschinentisch o- der der Palette abgelegt werden, kann das optische Messsystem die Position und Orientierung der an der Hebevorrichtung befindlichen Materialtafel 9 relativ zur Soll-Position kurz vor dem Ablegen erfassen (Schritt 103B). Vorausgesetzt eine rein vertikale Ablagebewegung wird vor genommen, kann bei einer noch nicht abgelegten Materialtafel die Ist-Lage für die angeho bene Materialtafel durch Projektion der im Raum bestimmten Lage auf die Auflageebene ab geleitet werden. Bei der Bestimmung der Lage im Raum können Marker oder Keyfeature- Punkte (Schlüsselmerkmale) an der Hebevorrichtung in Kombination mit der optischen Erfas sung der Blechorientierung die Ermittlung einer Transformationsgleichung in das Maschinen koordinatensystem bzw. Palettenkoordinatensystem erleichtern. Allgemein können erfin dungsgemäß Toleranzen in der Angabe von Soll-Lagen und oder bei dem Erfassen von Ist-La gen berücksichtig werden. So sind Toleranzen von beispielsweise bis zu +/- 50 mm bei der Positionierung üblich. Die Ausweitung erlaubt es, eine Abweichung der bestimmten Ist-Tafellage von der Soll-Lage beispielsweise mit einem Bildverarbeitungsalgorithmus zu erfassen, (Schritt 105) und diese zur Ausrichtung und Positionierung der Materialtafel zu verwenden (Schrittl07).

Beispielsweise kann einem Bediener die aktuelle Lage, ein Korrekturmaß und/oder die (opti male) Soll-Lage angezeigt werden (Schritt 107A). Die Darstellung der Information kann auch mit Hilfe von Augmented-Reality (AR) erfolgen, indem z.B. im Livebild der Datenbrille die aktuelle Lage, das Korrekturmaß und/oder die Soll-Lage eingeblendet werden (Schritt 107B). Alternativ ist die Darstellung auf einem Monitor, der insbesondere auch mit der Hebevorrich tung in Verbindung stehen kann, möglich (Schritt 107C). Zusätzlich können Informationen zum aktuellen Beladeprozess, wie Rohtafelinformationen, Mehrtafelbelegung und Ablagepo sition, sowie Informationen zum darauffolgenden Beladeprozess angezeigt werden (Schritt 107D).

Zur Bestimmung der Abweichung ist die Soll-Lage bereitzustellen (Schritt 109). Allgemein kann die Soll-Lage manuell vorgegeben (Schritt 109A) oder in Abhängigkeit der Auflagesteg- konfiguration an Laserflachbettmaschinen zur Beladezeit berechnet werden (Schritt 109B). Ferner kann die Soll-Lage in Abhängigkeit einer Teileschachtelung auf der Materialtafel, ins besondere in Abhängigkeit von Parametern wie Vermeidung von kippenden Teilen, optimale Unterstützung der Teile während des Schneidprozesses, Vermeidung von Schlackespritzern und Vermeiden von Verschweißen von Teilen mit der Unterlage ermittelt werden (Schritt 109C).

Ferner kann die Schachtelung der zu erzeugenden Teile in Abhängigkeit der Beladeposition und der Auflagestegkonfiguration nachträglich angepasst werden, insbesondere optimiert wer den (Schritt 111). Dies kann in Abhängigkeit von Parametern wie Vermeidung von kippenden Teilen, optimale Unterstützung der Teile z.B. während des Schneidprozesses, Vermeidung von Schlackespritzem und Vermeiden von Verschweißen von Teilen mit der Unterlage erfol gen.

Bei Verwendung einer Hebevorrichtung mit Gewichtsbestimmungsmöglichkeit kann die Masse der Materialtafel erfasst werden (Schritt 113). Die Masse der zu beladenden Materialta fel kann beispielsweise mit einer Waage der Hebevorrichtung gemessen oder aus der material spezifischen Dichte und den geometrischen Abmessungen der Materialtafel berechnet werden. Weichen berechnetes und reales Gewicht der Materialtafel voneinander oder von einem Soll- Gewicht ab, kann auf einen Fehler geschlossen werden (z.B. falsches Rohmaterial, mehrere aneinanderhaftende Tafeln etc.). Die Gewichtsbestimmungsmöglichkeit kann somit das Ver meiden von Fehlern beim Beladen erlauben.

Die Hebevorrichtung kann gemäß der eingangs aufgeführten DE 102017223 574 Al ausge führt werden. Ferner kann für die Vereinzelung von Teilen aus einem Restgitter nach dem Be arbeitungsvorgang die Hebevorrichtung mit Passivsaugem (modular) bestückt werden, um dem Bediener beim Herausheben schwerer Teile (z.B. < 20 kg) zu unterstützen.

Zusätzlich oder alternativ zu den vorhergehend beschriebenen Schritten kann basierend auf der Auswertung der ersten Bildaufnahme (Schritt 103) und dem Erfassen der Abweichung (Schritt 105) ein voll- oder teilautomatisiertes Ablegen der Materialtafel vorgenommen wer den. Hierzu kann der Bediener beispielsweise einen „Automatikmodus“ zum Auflegen / Able gen der Materialtafel nach dem manuell gesteuerten Greifen auswählen (Schritt 115). Der (Teil-) Automatikmodus kann ferner eine Ansteuerung des Krans (der Hebevorrichtung) per Funk und/oder durch das optische Messsystem (die Steuerungseinheit) umfassen. Ergänzend kann eine Sicherheitsüberwachung mit einem Raum-Scanner vorgesehen werden.

Die Figuren 4A und 4B zeigen schematische Darstellungen des Auflagebereichs, wie sie z.B. auf dem Monitor 21 angezeigt oder in die Datenbrille 23 eingeblendet werden können.

Die Darstellung der Fig. 4A umfasst inhaltlich vereinfachte Bildaufnahmen 22 einer Palette, wie sie z.B. in Fig. 1 gezeigt wird. Man erkennt einen rechteckigen Rahmen 13, der die Palette 7 begrenzt, sowie die im Rahmen 13 gleichmäßig angeordneten Auflagestege 13A. Die Bild aufnahme 22 zeigt ferner eine Oberfläche 51 (schraffiert) einer Materialtafel sowie deren Au ßenkontur 53 (gestrichelt) in einer Rechteckform, die eine Ist-Lage 55 der Materialtafel ent sprechen. Ferner werden Konturen 19 von zu schneidenden Werkstücken angezeigt, wie sie mit einem auf eine feste Soll-Lage 57 (strich-punktiert) ausgerichteten Schneidplan aus der Materialtafel ausgeschnitten werden sollen. Die Ist-Tafellage 55 und die Soll-Lage 57 sind beispielsweise jeweils gegeben durch einen Abstand in der Auflageebene zwischen einem Be zugspunkt der Materialtafel 9 (z.B. einen Mittel- oder Flächenschwerpunkt) und einem Refe renzpunkt 0 der Auflageebene (der Palette) und eine Ausrichtung/ Ausrichtung der Materialta fel 9 in der Auflageebene. Man erkennt, dass die aktuelle Ist-Lage, wie sie mit der Bildaufnahme 22 erfasst wurde, den Überlapp der Kontur 19A mit der so positionierten Materialtafel nicht gewährleisten würde. Dies erkennt der Bildverarbeitungsalgorithmus und veranlasst die Anzeige von Verschiebe pfeilen 59.

Basierend auf dieser Anzeige kann der Bediener die Lage und Ausrichtung der Materialtafel manuell korrigieren oder eine entsprechende automatisierte Korrektur vornehmen lassen. Der Fachmann wird erkennen, dass das Vorgehen zur Erhöhung der Genauigkeit insbesondere ite rativ mit nachfolgenden (zweiten, dritten, etc.) Bildaufnahmen durchgeführt werden kann.

Zur Vollständigkeit ist ein Referenzpunkt 0 eines Palettenkoordinatensystems auf der Bildauf nahme 22 eingezeichnet, der den Bezug der Palette zum Maschinenkoordinatensystem her stellt.

Fig. 4B verdeutlicht, dass basierend auf der erzeugten Bildaufnahme auch eine Anpassung des Bearbeitungsplans angeregt werden kann. Beispielsweise kann bei der Überprüfung der Schachtelung der Werkstücke erkannt werden, dass bei der Einnahme der Soll-Lage 22 ein mit einem Austauschpfeil 61 angeregter Austausch von Werkstückpositionen zu einer höheren Bearbeitungsqualität führen würde.

Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenba rung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der bean spruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.