專利名稱：用于切割和/或蝕刻包括其上復(fù)制有圖案和/或筆跡的平坦表面的物品的設(shè)備及用于致動 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及關(guān)于切割和/或蝕刻復(fù)制在物品的平坦表面、例如照片或紙板表面上的圖案和/或筆跡的技術(shù)分部。具體地，本發(fā)明涉及用于切割和/或蝕刻包括其上復(fù)制有圖案和/或筆跡的平坦表面的物品的設(shè)備及用于致動該設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
用于切割和/或蝕刻基本上平坦的物品(該物品包括其上制作有圖案和/或筆跡的平坦表面)的已知類型的設(shè)備包括承載有切割和/或蝕刻裝置的操作組，該切割和/或蝕刻裝置用于切割和/或蝕刻物品的平坦表面的預(yù)定部，該設(shè)備還承載有用于檢測復(fù)制在物品上的圖案和/或筆跡的位置和定向的光學(xué)裝置。該操作組設(shè)置在工作面上面，物品安放于該工作面上，并可沿著工作面移動。該工作面包括抵接元件，其設(shè)置在上表面上；操作者在將物品安放于工作面上后將該物品抵靠該抵接元件放置。光學(xué)裝置由連接到控制面板的視覺照相機構(gòu)成；由于其靠近工作面，該視覺照相機具有相當(dāng)有限的視野，通常只能捕獲物品平坦表面的一部分。大量的數(shù)據(jù)條目輸入控制面板，包括被加工的物品的尺寸；呈現(xiàn)在物品上的圖案和/或筆跡的數(shù)目；圖案和/或筆跡在物品平坦表面上的布置；相對于參考系統(tǒng)的用于運動操作組的位置，物品在抵靠抵接元件放置時將布置在該位置中；需要切割和/或蝕刻的物品表面的部分和在所述物品表面的部分上進行切割和/或蝕刻操作的順序。操作組通過控制面板朝著物品導(dǎo)引；當(dāng)操作者已經(jīng)將物品靠著抵接元件放置時， 控制面板知道物品的位置，從而使得視覺照相機獲取其中呈現(xiàn)圖案和/或筆跡的平坦表面的部分的圖像。控制面板分析視覺照相機的圖像，以精確地辨識物品的每個圖案和/或筆跡相對于參考系統(tǒng)的用于運動操作組的位置；這意味著每個圖案和/或筆跡的位置以對于正確執(zhí)行切割和/或蝕刻必需的精度已知。然后，操作組由控制面板導(dǎo)引，以基于視覺照相機讀取的關(guān)于圖案和/或筆跡的位置和定向的數(shù)據(jù)切割和/或蝕刻需要切割和/或蝕刻的部分。然而，在將物品抵靠抵接元件布置時，操作者必須正確地定向物品，從而使得控制面板正確地翻譯由視覺照相機提供的數(shù)據(jù)；物品錯誤的定向事實上將在隨后的切割和/或蝕刻步驟引起誤差，因為圖案和/或筆跡可能被誤以為是另一個，隨后將錯誤地進行切割和/或蝕刻。因此，操作者必須受訓(xùn)如何定向每個物品，以使其正確地抵靠鄰接物品布置，這基于其對例如物品平坦表面的獨特的幾何元件和/或圖案和/或筆跡相對于抵接元件的布置的判斷。
鑒于此，存在高度的可能性，使得操作者在抵靠抵接元件定位物品的步驟中犯定向錯誤，尤其是在生產(chǎn)的物品類型改變時，也即在抵靠抵接元件放置在工作面上的物品具有不同于前面物品的幾何特征和/或圖案和/或筆跡的布置的時候。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù)方案，其消除了上述缺點，也即提供一種技術(shù)方案，其能夠切割和/或蝕刻包括其上制作有圖案和/或筆跡的平坦表面的物品，使得操作者能夠避免不得不定向物品。該目的通過用于切割和/或蝕刻物品的裝置以及用于致動該裝置的方法而實現(xiàn)。用于切割和/或蝕刻包括其上復(fù)制有圖案和/或筆跡的平坦表面的物品的設(shè)備包括設(shè)置在工作面上面的操作組，該工作面設(shè)置有用于接收包括其上復(fù)制有圖案和/ 或筆跡的平坦表面的物品的上表面，該操作組可沿著工作面移動以在物品上操作，并包括用于切割和/或蝕刻物品的裝置和當(dāng)物品設(shè)置在工作面上時用于檢測復(fù)制在物品上的圖案和/或筆跡的第一光學(xué)裝置；該設(shè)備還包括相對于表面設(shè)置的第二光學(xué)裝置，從而用于檢測工作面的整個上表面，并檢測物品在工作面上的定向和位置。第二光學(xué)裝置捕獲工作面的整個上表面的圖像，通過處理該圖像，能夠檢測物品在工作面上位置和定向，從而辨識每個圖案和/或筆跡相對于工作面的位置和定向。因此有利地，物品可以以任何位置和任何定向放置在工作面上；這增加了切割和 /或蝕刻設(shè)備的生產(chǎn)率，其無需關(guān)注和注意物品的位置/定向，從而減小這樣的錯誤的風(fēng)險，因為物品無需抵靠抵接元件并以預(yù)定的定向設(shè)置在工作面上。用于致動權(quán)利要求1-7中任一項所述的設(shè)備的方法依次包括如下步驟靜止地設(shè)置至少一個物品在工作面的上表面上，從而使得圖案和/或筆跡復(fù)制到其上的物品的平坦表面面向上；通過第二光學(xué)裝置檢測工作面的整個上表面，以及物品在工作面上的定向和位置。


本發(fā)明的特定實施方式和與這些實施方式相關(guān)的、只從上面的說明中部分地獲得的有利的技術(shù)功能特征將根據(jù)權(quán)利要求的內(nèi)容、在附圖的輔助下在下面的說明中描述，附圖中圖1是本發(fā)明的切割和/或蝕刻設(shè)備的透視圖；圖2是本發(fā)明的切割和/或蝕刻設(shè)備的細節(jié)的放大的透視圖。
具體實施例方式用于切割和/或蝕刻包括其上復(fù)制有圖案和/或筆跡11A、1 IBUlC的平坦表面10 的物品4的設(shè)備1在圖1中示出，其包括設(shè)置在工作面2上面的操作組5，該工作面2設(shè)置有用于接收物品4的上表面3，該操作組5包括用于切割和/或蝕刻物品的裝置6，和當(dāng)物品4布置在工作面2上時用于檢測復(fù)制在物品上的圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的第一光學(xué)裝置7 ；相對于工作面2設(shè)置的第二光學(xué)裝置9，其用于檢測工作面2的整個上表面 3和用于檢測工作面2上的物品的定向和位置。操作組5通過門形結(jié)構(gòu)(portal structure)支撐，該門形結(jié)構(gòu)的元件可移動，從而使得操作組5能夠在工作面2的所有上表面上操作。操作組5相對于工作面2的上表面3以第一高度設(shè)置，并可沿著與由工作面2的上表面3確定的平面平行的平面移動，同時切割和/或蝕刻裝置6可沿著豎直方向移動，以作用于物品4上，并在物品4的平坦表面10上進行切割和/或蝕刻。第一光學(xué)裝置7包括容納在操作組5里面的第一視覺照相機7。第一視覺照相機7優(yōu)選設(shè)置為光軸垂直于工作面2 ；該設(shè)置使得能夠采用更快和更精確的算法在得到的圖像上進行測量。第二光學(xué)裝置9由第二視覺照相機9構(gòu)成，其固定到設(shè)備的框架上，以大于操作組 5的第一高度的第二高度設(shè)置在工作面2的上表面3之上，用于捕獲(capture)工作面2的整個上表面3。第二視覺照相機9設(shè)置為使得相關(guān)的光軸垂直于工作面2的上表面3 ；這有利地能夠采用更快和更精確的算法對得到的圖像進行處理?，F(xiàn)在將描述本發(fā)明的設(shè)備1的功能。物品4設(shè)置為安放在工作面2的上表面3上，使得其上復(fù)制有圖案和/或筆跡 (11A、11B、11C)的物品4的平坦表面10面向上；物品4可以以任何位置設(shè)置在工作面2的上表面3上并處于任何定向。一個或多個小的橫劃(cross) CR可以形成在物品4的平坦表面10上，即在圖案和 /或筆跡的位置處描繪在平坦表面10上的突出的或幾何的參考，相對于它們，與它們相關(guān)的圖案和/或筆跡的位置和定向得以已知。因此，橫劃CR相對于穩(wěn)固地限制在工作面2上的參考系統(tǒng)的位置的辨識等于與橫劃CR相關(guān)的圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的平面2 的定向位置的識別。第二視覺照相機9獲得工作面2的整個上表面3的圖像并辨識物品4在工作面2 上的位置，和其相對于穩(wěn)固地限制在工作面2上的參考系統(tǒng)的定向，其中所述位置和定向用于運動操作組5，也即第二視覺照相機9辨識復(fù)制在物品4上表面3上的每個圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)相對于參考系統(tǒng)的用于運動操作組5的位置和定向。物品4的圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的位置和定向的辨識通過在第二照相機 9獲得的圖像上識別橫劃CR而實現(xiàn)，或者如果橫劃CR沒有呈現(xiàn)在所獲得的圖像上時，通過識別每個圖案和/或筆跡的獨特的幾何特征(邊緣等)而實現(xiàn)。然后操作組5在物品4的方向上運動，從而使得第一視覺照相機7能夠捕獲物品 4的平坦表面10的一部分(圖幻，或者是整個平坦表面10 (如果該物品具有非常有限的尺寸，并且平坦表面10整個地包含在第一視覺照相機7的視野內(nèi)的話)，從而使得每個圖案和 /或筆跡(11A、11B、11C)的位置和定向可以相對于參考系統(tǒng)而被辨識，用于運動操作組5。第一視覺照相機7，其設(shè)置在低于第二視覺照相機9的高度處，有利地能夠比第二光學(xué)照相機9更精確地辨識每個圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的位置和定向。然后操作組5采用位置和定向數(shù)據(jù)而運動，從而使得切割和/或蝕刻裝置6對物品4的平坦表面10的預(yù)定部分進行切割和/或蝕刻，其中所述圖案和/或筆跡(11A、11B、lie)出現(xiàn)在所述預(yù)定部分中。在本發(fā)明的設(shè)備中，多個物品可以設(shè)置成安放在工作面上，其含有圖像和/或筆跡的相對平坦的表面朝向上面，無論怎樣設(shè)置和定向；相對于已知類型的切割和/或蝕刻設(shè)備，這有利地能夠增加設(shè)備的生產(chǎn)率。設(shè)備5還包括選擇裝置8，用于選擇含有圖案和/或筆跡的物品的平坦表面10的哪些部分需要切割和/或蝕刻，并且以什么順序切割選擇的部分。選擇裝置8可以包括觸摸屏型的屏幕，或者屏幕和鍵盤。物品4的整個平坦表面10 投影到屏幕上，從而使得使用者可以簡單和直觀地從含有圖案和/或筆跡(11A、11B、11C) 的平坦表面10的一系列預(yù)定部分中選擇哪些部分需要切割和/或蝕刻。在由第二光學(xué)裝置9檢測和識別之后，每個圖案和/或筆跡關(guān)聯(lián)到已知為切割文件的文件上，該文件已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫里面，并含有需要切割和/或蝕刻的表面的部分的信息，以切割和/或蝕刻該圖案和/或筆跡。已知類型的用于切割和/或蝕刻的設(shè)備對含有圖案和/或筆跡的平坦表面的所有預(yù)定部分進行切割和/或蝕刻，所述所有預(yù)定部分以單個“切割”文件的形式出現(xiàn)在電子控制面板上，具有基于預(yù)定邏輯產(chǎn)生的切割和/或蝕刻的順序，例如切割和/或蝕刻順序使得最小化每個物品的整個切割和/或蝕刻時間；這樣，不能夠從含有圖案和/或筆跡的平坦表面的預(yù)定部分選擇哪個需要切割和/或蝕刻，也不能建立切割和/或蝕刻它們的順序。選擇裝置8使得能夠從含有圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的平坦表面10的一系列預(yù)定部分選擇哪些部分進行切割和/或蝕刻，還能夠建立對選擇的平坦表面10的部分進行切割和/或蝕刻的順序。在沒有經(jīng)由選擇裝置8傳送的特定指令的情形下，本發(fā)明的設(shè)備以基于預(yù)定邏輯產(chǎn)生的切割和/或蝕刻順序?qū)袌D案和/或筆跡(11A、11B、11C)的平坦表面的所有預(yù)定部分進行切割和/或蝕刻，該邏輯例如這樣產(chǎn)生，以最小化物品總的切割和/或蝕刻時間。在其它實施方式中，其在圖中未示出，設(shè)備的第二光學(xué)裝置包括多個視覺照相機， 它們以相對于工作面的上表面成任何高度地設(shè)置在工作面的上表面上面，且其光軸相對于工作面的上表面成角度地或垂直地設(shè)置。每個照相機可以捕獲工作面的整個上表面或其一部分；在第一種情形下，每個照相機可以(包括單獨地)用于辨識物品在工作面上的位置和定向，而在第二種情形下，為了辨識物品在工作面上的位置和定向，需要包括至少一組照相機，它們一起捕獲工作面的整個上表面，同時處理照相機組的圖像，從而辨識物品的每個圖案和/或筆跡的位置和定向。在變形中，第二光學(xué)裝置包括一個或多個彩色視覺照相機；通過分析每個圖案和 /或筆跡的形狀和顏色，這有利地能夠識別出現(xiàn)在物品平坦表面上的每個圖案和/或筆跡的定向和位置。上面的說明限定了用于致動該設(shè)備的方法，包括如下步驟靜止地設(shè)置至少一個物品4在工作面2的上表面3上，從而使得圖案和/或筆跡 11A、1 IBUlC復(fù)制到其上的物品4的平坦表面10面向上；通過第二光學(xué)裝置9捕獲工作面2的整個上表面3，以及物品4在工作面2上的定向和位置。即使由沒有任何專門的經(jīng)驗操作者來執(zhí)行，該方法也有利地通過放置物品并將其以任何方式定向在工作面上，而能夠正確地執(zhí)行對物品平坦表面的切割和/或蝕刻。而且，該方法可以包括步驟朝著設(shè)置有物品4的工作面2的上表面3的區(qū)域運動操作組5 ；經(jīng)由第一光學(xué)裝置7檢測復(fù)制在物品4上的一些或全部圖案和/或筆跡11A、 IlBUlC ；對含有圖案和/或筆跡11A、IlBUlC的物品4的平坦表面10的預(yù)定部分進行切割和/或蝕刻。在對含有圖案和/或筆跡11A、1 IBUlC的物品4的平坦表面10的部分進行切割和/或蝕刻的步驟之前，該方法可以包括選擇物品4的平坦表面10上需要切割和/或蝕刻的部分的步驟。該方法可以另外地包括建立順序的步驟，對含有圖案和/或筆跡11A、11B、11C的物品4的平坦表面10的選擇部分的切割和/或蝕刻以該順序進行。選擇物品4的平坦表面10的需要切割和/或蝕刻的部分和建立對選擇的部分進行切割和/或蝕刻的順序的步驟使得能夠這樣致動設(shè)備，以為其提供最大的操作靈活性。上面僅僅通過非限制性的例子進行了描述，任何結(jié)構(gòu)上的變形認(rèn)為落入這里所述并在后面的權(quán)利要求中要求保護的本技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于切割和/或蝕刻包括其上復(fù)制有圖案和/或筆跡的平坦表面的物品的設(shè)備，包括設(shè)置在工作面(2)上面的操作組(5)，該工作面(2)設(shè)置有用于接收包括其上復(fù)制有圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的平坦表面(10)的物品的上表面(3)，該操作組(5) 可沿著工作面(2)移動以在物品(4)上操作，并包括用于切割和/或蝕刻物品的裝置和當(dāng)物品(4)設(shè)置在工作面(2)上時用于檢測復(fù)制在物品(4)上的圖案和/或筆跡(11A、 11BU1C)的第一光學(xué)裝置(7)；該設(shè)備特征在于還包括相對于表面(2)設(shè)置的第二光學(xué)裝置(9)，從而用于檢測工作面O)的整個上表面(3)，并檢測物品(4)在工作面( 上的定向和位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該操作組(5)設(shè)置在相對于工作面O)的上表面(3) 的第一高度處，其特征在于該第二光學(xué)裝置(9)設(shè)置在相對于工作面( 的上表面(3)的第二高度處，并且在于該第二高度大于該第一高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其特征在于第二光學(xué)裝置(9)設(shè)置為使得其焦軸垂直于工作面O)的上表面(3)。
4.根據(jù)任一在前權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于第二光學(xué)裝置(9)包括視覺照相機。
5.根據(jù)前一權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于該視覺照相機是彩色視覺照相機。
6.根據(jù)前一權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于包括用于選擇物品(4)的平坦表面(10)上要切割和/或蝕刻的部分的裝置(8)。
7.根據(jù)前一權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于包括用于建立對含有圖案和/或筆跡(11A、11BU1C)的物品(4)的平坦表面(10)的選擇的部分進行切割和/或蝕刻的順序的裝置 ⑶。
8.一種用于致動任一在前權(quán)利要求的設(shè)備的方法，包括以下步驟靜止地設(shè)置至少一個物品(4)在工作面O)的上表面C3)上，從而使得圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)復(fù)制到其上的物品的平坦表面(10)面向上；并且特征在于還包括以下步驟通過第二光學(xué)裝置(9)檢測工作面O)的整個上表面( ，以及物品(4)在工作面(2) 上的定向和位置。
9.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于在檢測工作面O)的整個上表面(3)以及物品(4)在工作面( 上的定向和位置的步驟之后，還包括以下步驟朝著設(shè)置有物品的工作面O)的上表面(3)的區(qū)域運動操作組(5)；經(jīng)由第一光學(xué)裝置(7)檢測復(fù)制在物品(4)上的一些或全部圖案和/或筆跡(11A、 11BU1C)；對含有圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的物品的平坦表面(10)的預(yù)定部分進行切割和/或蝕刻。
10.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于包括選擇物品的平坦表面(10)上要切割和/或蝕刻的部分。
11.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于建立順序，以該順序?qū)袌D案和/或筆跡(11A、11B、11C)的物品(4)的平坦表面(10)的選擇部分進行切割和/或蝕刻。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任一項所述的方法，其特征在于在采用第二光學(xué)裝置(9)檢測工作面O)的整個上表面C3)和物品(4)在工作面( 上的定向和位置的步驟之后， 一文件關(guān)聯(lián)于每個圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)，該文件已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫中，該文件含有關(guān)于要在其上切割和/或蝕刻的平坦表面(10)的部分的信息，以切割和/或蝕刻檢測到的圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于切割和/或蝕刻包括其上復(fù)制有圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的平坦表面的物品(4)的設(shè)備(1)，和用于致動該設(shè)備(1)的方法。該設(shè)備(1)包括設(shè)置在工作面(2)上面的操作組(5)，該工作面(2)設(shè)置有用于接收物品(4)的上表面(3)，該操作組(5)可沿著工作面(2)移動以在物品(4)上操作，并包括用于切割和/或蝕刻物品(4)的裝置和當(dāng)物品設(shè)置在工作面(2)上時用于檢測復(fù)制在物品(4)上的圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)的第一光學(xué)裝置(7)。該設(shè)備(1)還包括相對于表面(2)設(shè)置的第二光學(xué)裝置(9)，從而用于檢測物品(4)在工作面(2)上的定向和位置，以及復(fù)制在物品上的圖案和/或筆跡(11A、11B、11C)。
文檔編號B26D5/34GK102574288SQ201080045894
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者朱塞佩·加盧奇 申請人:朱塞佩·加盧奇