DE2335517A1 - PROCESS FOR COMPENSATION OF POSITIONAL DEVIATIONS OF A DIAL OR PLATE RELATIVE TO A LABELING DEVICE - Google Patents

PROCESS FOR COMPENSATION OF POSITIONAL DEVIATIONS OF A DIAL OR PLATE RELATIVE TO A LABELING DEVICE

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Description

Verfahren zur Kompensation von Lageabweichungen eines Zifferblattes oder Schildes relativ zu einem BeschriftungsgerätMethod for compensating for positional deviations of a dial or shield relative to a labeling device

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 22 40 553.4)Addendum to patent (patent application 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 . ... ...The invention relates to a method for compensating for positional deviations of a dial or shield relative to a labeling device that uses a deflectable laser beam to mark the surface of the dial or shield permanently changed, the deflection of the laser beam in relation to an x, y coordinate system, that of a predetermined Set position of the dial or shield is assigned, by a process computer according to a selectable The labeling program is controlled according to patent. ... ...

(P 22 40 553.4).(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-In the main application is a method for inscribing Dials or signs of devices, especially electricity meters. With the help of a distractible With the laser beam, the surface of a dial or sign at the point of impact is permanently changed, for example by burning a layer of varnish applied to the surface. The relative movement between the laser beam and dial, which are required for the line and letter feed as well as for the trajectories of the letters can be done by deflecting the laser beam and with the help of a process computer according to a selectable labeling program being controlled. The devices are positioned automatically for the purpose of labeling the usual means of mass production. Since the digit

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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.fer sheets or signs have tolerances in their position in relation to the device, they are accurate relative to the labeling device aligned so that the title block assumes the intended position. For aligning the dials or signs For example, the mounting holes, corners or printed markings can be used.

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.The orientation of the dials or signs relative to the However, the labeling device requires a considerable outlay in terms of equipment. With serial lettering, the devices can be moved in two directions on an adjustment table and positioned so that they can be tilted about an axis will.

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.The present invention is based on the object given in the main patent for inscribing dials or to improve signs so that a mechanical alignment of the dials or signs relative to the labeling device not applicable.

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 TaktzeitAccording to the invention, this object is achieved in that, in a method of the type mentioned at the outset, a horizontal offset denoted by x Q , a vertical displacement denoted by y Q and a twist angle denoted by. the measurement results are entered into the process computer and the deflection of the laser beam is controlled according to a stored computer program in relation to an x 1 , y 1 coordinate system corrected for the measured positional deviations, and the correction according to the known coordinate transformation formulas x 1 = χ cos'-x, - y sin X + x Q and y 1 = χ sini? o- + y cos ^ + Yq is calculated. As a result, the text field is applied in the desired position on the dial or sign. In addition to saving an expensive adjustment table, the method according to the invention also has the advantage of shortening the cycle time

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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.the serial labeling of the devices. The automated mechanical alignment of a device takes about 3 "to 5 seconds in claim to neglect practically the time for the conversion of the coordinate system by the process computer is.

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.Preferably, the surface of the dial or plate is stored with one of the process computer after a Program-controlled light beam is scanned, the light reflected from the surface is converted into an electrical signal, that which exceeds or falls below a predetermined height in the scanning area of two marking points lying on the surface electrical signal entered into the process computer and the positional deviations of the dial or shield measured by comparison with stored data of the target position of the marking points. In this way, the Position deviations of the dial or shield automatically and measured quickly and the measurement data directly into the process computer entered.

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. The surface of the dial or shield is particularly advantageous when a weak laser beam from the labeling device is used scanned. As a result, the outlay on equipment for measuring the positional deviations is reduced to a minimum.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. In the following, an embodiment of the method according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing.

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 fürThe drawing shows an arrangement for carrying out the invention Procedure in semi-schematic representation. In the beam path of a gas laser 1 there are successive Photo shutter 2, a lens 31, a rotating mirror 4 for the vertical Deflection of the laser beam and a rotating mirror 5 for

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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.the horizontal deflection of the laser beam is arranged. The laser beam is through the lens 3 on the surface of a Focused dial 6, which is arranged behind a pane of glass 7, as it is for example in an electricity meter the case is. The dial 6 has two lugs 8 and 9, over which two above the glass pane 7 Photodetectors 10 and 11 are arranged so that they Detect light of the laser beam reflected from the surface of the dial 6 in the area of the holes or 9. A process computer 12 controls on the one hand the intensity of the gas laser 1, the photo shutter 2 and the deflection of the laser beam through the rotating mirrors 4 and 5 and on the other hand takes the program an input 13 and signals from the photodetectors 10 and 11.

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 gTo determine the position of the dark holes 8 and 9 on the dial, a weak laser beam is guided over the surface of the dial 6 with the help of the rotating mirrors 4 and 5 and the intensity of the scattered light is measured by the photodetectors 8 and 9 at the same time. If the laser beam scans across the hole 8, the amount of light reflected from the surface changes greatly as soon as the laser beam hits the hole. This change in the amount of light is converted into an electrical signal by the photodetector 10. As soon as the laser beam leaves the hole 6, the renewed change in the amount of light is also converted into an electrical signal by the photodetector 10. If the laser beam now probes in relation to an x, y coordinate system, which is assigned to a predetermined target position of the dial 6, in the x direction across the hole 8, the associated coordinate values X 1 are displayed when entering or leaving the hole 8 and X 2 are stored in the computer in response to the corresponding signals from the photodetector 10 and the center of the hole 8 is calculated as x m 3 = X 1 + X 2. In the y-direction, the value y Q for the center of the hole 8 and the value yg

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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.intended for the center of the hole 9, the photodetector 11 delivering the corresponding signals for the hole 9. By comparing these values with the stored "values of the target position of the holes 8 and 9, the horizontal offset x Q , the vertical offset y Q and the angle of rotation oC in the position of the dial 6 in relation to the target position are calculated. The deflection of the laser beam during the inscription then takes place according to a corrected χ 1 , y 1 coordinate system, so that the text field is applied in the desired position on the dial 6. The corrected coordinates x 1 and y 'are calculated according to the known coordinate transformation formulas x' = χ cosoc - y sino ( »+ X Q and y 1 = χ sinr ^ + y cosu. + Y Q. For small angles of rotation, the cosine can be set equal to 1 and the sine can be replaced by the angle. In this way, positional deviations of the dial 6 with relatively little computing effort can be compensated.

3 Patentansprüche
1 Figur3 claims
1 figure

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Claims (3)

PatentansprücheClaims 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 . 1. Procedure to compensate for positional deviations of a Dial or shield relative to a labeling device, which with the help of a deflectable laser beam the Surface of the dial or shield permanently changed, with the deflection of the laser beam in relation to an x, y coordinate system that is a predetermined The target position of the dial or shield is assigned by a process computer according to a selectable labeling program is controlled, according to 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.(P 22 40 553.4), characterized in that a horizontal offset denoted by x Q , a vertical displacement denoted by y Q and a twist angle denoted by <x are measured in the position of the dial or shield relative to the target position, the measurement results in the Process computer are entered and the deflection of the laser beam is controlled according to a stored computer program in relation to an x 1 , y 1 coordinate system corrected by the measured positional deviations and the correction is controlled according to the known coordinate transformation formulas x 1 = χ coBcc - y sinoc + x Q and y f = χ sin «* - + y cosol + y 0 is calculated. 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.2. The method according to claim 1, characterized net that the surface of the dial or shield is scanned with a controlled by the process computer according to a stored program light beam, which is from the Light reflected from the surface is converted into an electrical signal that is in the scanning range of two on the surface lying marker points above or below a predetermined level in the process computer is entered and the positional deviations of the dial or shield by comparison with stored Data of the nominal position of the marking points are measured. VPA 9/731/5015 4 09886/0 VPA 9/731/5015 4 09886/0 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn'zeich net , daß die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes durch einen schwachen Laserstrahl des Beschriftungsgerätes abgetastet wird.3. The method according to claim 2, characterized in net that the surface of the dial or shield by a weak laser beam of the labeling device is scanned. VPA 9/731/3015VPA 9/731/3015 409886/0038409886/0038 Leerse iteBlank
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