DE2335517A1 - Verfahren zur kompensation von lageabweichungen eines zifferblattes oder schildes relativ zu einem beschriftungsgeraet - Google Patents

Verfahren zur kompensation von lageabweichungen eines zifferblattes oder schildes relativ zu einem beschriftungsgeraet

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Description

Verfahren zur Kompensation von Lageabweichungen eines Zifferblattes oder Schildes relativ zu einem Beschriftungsgerät
Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 22 40 553.4)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Lageabweichungen eines Zifferblattes oder Schildes relativ zu einem Beschriftungsgerät, das mit Hilfe eines ablenkbaren Laserstrahls die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes dauerhaft verändert, wobei die Ablenkung des Laserstrahles in Bezug auf ein x, y- Koordinatensystem, das einer vorbestimmten Sollposition des Zifferblattes oder Schildes zugeordnet ist, durch einen Prozeßrechner nach einem wählbaren Beschriftungsprogramm gesteuert ist nach Patent . ... ...
(P 22 40 553.4).
In der Hauptanmeldung ist ein Verfahren zum Beschriften von Zifferblättern oder Schildern von Geräten, insbesondere von Elektrizitätszählern beschrieben. Mit Hilfe eines ablenkbaren Laserstrahles wird hierbei die Oberfläche eines Zifferblattes oder Schildes an der Auftreffstelle dauerhaft verändert, beispielsweise durch Verbrennen einer auf die Oberfläche aufgebrachten Lackschicht. Die Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Zifferblatt, welche für den Zeilen- und Buchstabenvorschub sowie für die Bahnkurven der Buchstaben erforderlich ist, kann durch Ablenkung des Laserstrahles erfolgen und mit Hilfe eines Prozeßrechners nach einem wählbaren Beschriftungsprogramm gesteuert werden. Die Positionierung der Geräte zum Zwecke der Beschriftung erfolgt automatisch mit den üblichen Transportmitteln der Massenfertigung. Da die Zif-
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ferblätter oder Schilder in ihrer Lage zum Gerät Toleranzen aufweisen, werden sie relativ zum Beschriftungsgerät genau ausgerichtet, so daß das Schriftfeld die vorgesehene Lage einnimmt. Für die Ausrichtung der Zifferblätter oder Schilder können beispielsweise die Befestigungslöcher, Ecken oder auch aufgedruckte Markierungen herangezogen werden.
Die Ausrichtung der Zifferblätter oder Schilder relativ zum Beschriftungsgerät erfordert jedoch einen erheblichen apparativen Aufwand. Bei einer serienmäßigen Beschriftung müssen die Geräte beispielsweise auf einem Justiertisch in zwei Richtungen verschiebbar und um eine Achse kippbar positioniert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die im Hauptpatent gegebene Lösung zum Beschriften von Zifferblättern oder Schildern so zu verbessern, daß eine mechanische Ausrichtung der Zifferblätter oder Schilder relativ zum Beschriftungsgerät entfällt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ein mit xQ bezeichneter horizontaler Versatz, ein mit yQ bezeichneter vertikaler Versatz und ein mit.χ bezeichneter Verdrehungswinkel in der Lage des Zifferblattes oder Schildes gegenüber der Sollposition gemessen wird, die Meßergebnisse in den Prozeßrechner eingegeben werden und die Ablenkung des Laserstrahles nach einem gespeicherten Rechenprogramm in Bezug auf ein um die gemessenen Lageabweichungen korrigiertes x1, y1- Koordinatensystem gesteuert wird und die Korrektur nach den bekannten Koordinatentransformationsformeln x1 = χ cos'-x, - y sin X + xQ und y1 = χ sini?o- + y cos ^ + Yq berechnet wird. Dadurch wird das Schriftfeld in der gewünschten Lage auf das Zifferblatt oder Schild aufgebracht. Neben der Einsparung eines aufwendigen Justiertisches ergibt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich der Vorteil einer Verkürzung der Taktzeit
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der serienmäßigen Beschriftung der Geräte. Die automatisierte mechanische Ausrichtung eines Gerätes nimmt etwa 3 "bis 5 Sekunden in Anspruch, während die Zeit für die Umrechnung des Koordinatensystems durch den Prozeßrechner praktisch zu vernachlässigen ist.
Vorzugsweise wird die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes mit einem vom Prozeßrechner nach einem gespeicherten Programm gesteuerten Lichtstrahl abgetastet, das von der Oberfläche reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt, das im Abtastbereich zweier auf der Oberfläche liegender Markierungspunkte eine vorbestiinmte Höhe über- oder unterschreitende elektrische Signal in den Prozeßrechner eingegeben und die Lageabweichungen des Zifferblattes oder Schildes durch Vergleich mit gespeicherten Daten der Sollposition der Markierungspunkte gemessen. Auf diese Weise werden die Lageabweichungen des Zifferblattes oder Schildes automatisch und rasch gemessen und die Meßdaten unmittelbar in den Prozeßrechner eingegeben.
Besonders vorteilhaft wird die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes durch einen schwachen Laserstrahl des Beschriftungsgerätes abgetastet. Dadurch wird der apparative Aufwand für das Messen der Lageabweichungen auf ein Mindestmaß reduziert.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in halbschematischer Darstellung. Im Strahlengang eines Gaslasers 1 sind aufeinanderfolgend ein Photoverschluß 2, eine Linse 31 ein Drehspiegel 4 für die vertikale Ablenkung des Laserstrahles und ein Drehspiegel 5 für
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die horizontale Ablenkung des Laserstrahles angeordnet. Der Laserstrahl wird durch die Linse 3 auf die Oberfläche eines Zifferblattes 6 fokussiert, das hinter einer Glasscheibe 7 angeordnet ist, wie es beispielsweise bei einem Elektrizitätszähler der Fall ist. Das Zifferblatt 6 besitzt zwei Lücher 8 und 9, über welche oberhalb der Glasscheibe 7 zwei Photodetektoren 10 bzw. 11 so angeordnet sind, daß sie das von der Oberfläche des Zifferblattes 6 im Bereich der Löcher bzw. 9 reflektierte Licht des Laserstrahles erfassen. Ein Prozeßrechner 12 steuert einerseits die Intensität des Gaslasers 1, den Photoverschluß 2 sowie die Ablenkung des Laserstrahles durch die Drehspiegel 4 und 5 und nimmt andererseits das Programm einer Eingabe 13 sowie Signale der Photodetektoren 10 und 11 auf.
Um die Lage der dunklen Löcher 8 und 9 auf dem Zifferblatt festzustellen, wird ein schwacher Laserstrahl mit Hilfe der Drehspiegel 4 und 5 über die Oberfläche des Zifferblattes 6 geführt und gleichzeitig die Intensität des Streulichtes durch die Photodetektoren 8 und 9 gemessen. Tastet der Laserstrahl über das Loch 8 hinweg, so ändert sich die von der Oberfläche reflektierte Lichtmenge stark, sobald der Laserstrahl das Loch trifft. Diese Änderung der Lichtmenge wird von dem Photodetektor 10 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Sobald der Laserstrahl das Loch 6 verläßt, wird die erneute Änderung der Lichtmenge vom Photodetektor 10 ebenfalls in ein elektrisches Signal umgewandelt. Tastet nun der Laserstrahl in Bezug auf ein x, y- Koordinatensystem, das einer vorbestimmten Sollposition des Zifferblattes 6 zugeordnet ist, in x-Richtung über das Loch 8 hinweg, so werden beim Eintreten bzw. beim Verlassen des Loches 8 die zugehörigen Koordinatenwerte X1 und X2 auf die entsprechenden Signale des Photodetektors 10 hin im Rechner gespeichert und die Mitte des Loches 8 zu x m3 = X1 + X2 errechnet. In y-Richtung werden in gleicher Weise der Wert y Q für die Mitte des Loches 8 und der Wert y g
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für die Mitte des Loches 9 bestimmt, wobei für das Loch 9 der Photodetektor 11 die entsprechenden Signale liefert. Durch Vergleich dieser Werte mit den gespeicherten "Werten der Sollposition der Löcher 8 und 9 wird der horizontale Versatz xQ, der vertikale Versatz yQ und der Verdrehungswinkel oC in der Lage des Zifferblattes 6 gegenüber der Sollposition berechnet. Die Ablenkung des Laserstrahles bei der Beschriftung erfolgt dann nach einem korrigierten χ1, y1-Koordinatensystem, so daß das Schriftfeld in der gewünschten Lage auf das Zifferblatt 6 aufgebracht wird. Die korrigierten Koordinaten x1 und y' werden nach den bekannten Koordinatentransformationsformeln x' = χ cosoc - y sino(» + xQ und y1 = χ sinr^ + y cosu. + yQ berechnet. Für kleine Verdrehungswinkel kann der Kosinus gleich 1 gesetzt werden und der Sinus durch den Winkel ersetzt werden. Auf diese V/eise können Lageabweichungen des Zifferblattes 6 mit relativ geringem Rechenaufwand kompensiert werden.
3 Patentansprüche
1 Figur
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Claims (3)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kompensation von Lageabweichungen eines Zifferblattes oder Schildes relativ zu einem Beschriftungsgerät, das mit Hilfe eines ablenkbaren Laserstrahles die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes dauerhaft verändert, wobei die Ablenkung des Laserstrahles in Bezug auf ein x, y-Koordinatensystem, das einer vorbestimmten Sollposition des Zifferblattes oder Schildes zugeordnet ist durch einen Prozeßrechner nach einem wählbaren Beschriftungsprogramm gesteuert ist, nach Patent .
(P 22 40 553.4), dadurch gekennzeichnet , daß ein mit xQ bezeichneter horizontaler Versatz, ein mit yQ bezeichneter vertikaler Versatz und ein mit <x bezeichneter Verdrehungswinkel in der Lage des Zifferblattes oder Schildes gegenüber der Sollposition gemessen wird, die Meßergebnisse in den Prozeßrechner eingegeben werden und die Ablenkung des Laserstrahles nach einem gespeicherten Rechenprogramm in Bezug auf ein um die gemessenen Lageabweichungen korrigiertes x1, y1-Koordinatensystem gesteuert wird und die Korrektur nach den bekannten Koordinatentransformationsformeln x1 = χ coBcc - y sinoc + xQ und yf = χ sin«*- + y cosol + y0 berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes mit einem vom Prozeßrechner nach einem gespeicherten Programm gesteuerten Lichtstrahl abgetastet wird, das von der Oberfläche reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das im Abtastbereich zweier auf der Oberfläche liegender Markierungspunkte eine vorbestimmte Höhe über- oder unterschreitende elektrische Signal in den Prozeßrechner eingegeben wird und die Lageabweichungen des Zifferblattes oder Schildes durch Vergleich mit gespeicherten Daten der Sollposition der Markierungepunkte gemessen werden.
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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn'zeich net , daß die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes durch einen schwachen Laserstrahl des Beschriftungsgerätes abgetastet wird.
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Leerse ite
DE2335517A 1973-07-12 1973-07-12 Verfahren zur Kompensation von Lageabweichungen eines Zifferblattes oder Schildes relativ zu einem Beschriftungsgerät Expired DE2335517C3 (de)

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