DE3924831C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zeichnen und Digitalisieren von Zeichnungen, mit einer ebenen Zeichenunterlage, einer Laufwagenanordnung an der ebenen Zeichenunterlage, Wegstrecken-Meßeinrichtungen an den Laufwagen, die eine der Laufwagenverschiebung proportionale Anzahl von Impulsen abgeben, einer ersten Auswerteeinrichtung zur Umwandlung der von den Weg­ strecken-Meßeinrichtungen erzeugten Impulse in der aktuellen Zeichnungsposition der Laufwagenanordnung entsprechende erste Koordinatenwerte (x_n′, y_n′) eines festlegbaren Koordinatensystems, einem Digitalisiertableau, das der aktuellen Zeichnungsposition entsprechende Positionssignale abgibt, einer zweiten Auswerteeinrichtung zur Umwandlung der vom Digitalisiertableau erzeugten Positionssignale in zweite Koordinatenwerte (x_n′′, y_n′′) des Koordinatensystems, einer Auswahleinrichtung, die die ersten und zweiten Koordinatenwerte (x_n′, y_n′; x_n′′, y_n′′) von der ersten und der zweiten Auswerteeinrichtung erhält, und mit einer Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der Koordinatenwerte (x_n′, y_n′; x_n′′, y_n′′).

Zur Digitalisierung von Zeichnungen ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art entwickelt worden, die in der DE-OS 33 39 480 beschrieben wird. Diese bekannte Einrichtung besteht aus der Kombination einer Zeichenmaschine und eines Digitalsiertableau, wobei sowohl die Zeichenmaschine als auch der zum Digitalisiertableau gehörende Zeichenstift an eine Auswahleinrichtung angeschlossen sind. Die Auswahleinrichtung wählt entweder erste Koordinatenwerte von der Laufwagenanordnung der Zeichenmaschine oder nur zweite Koordinatenwerte vom Digitalisiertableau aus und übergibt diese Werte zur Weiterverarbeitung an nachgeschaltete Einrichtungen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Arbeit mit der bekannten Einrichtung einen relativ hohen Zeitaufwand erfordert, wenn man die Koordinatenwerte der abzutastenden Zeichnungspositionen möglichst genau eingeben will. Hierzu können nämlich im wesentlichen nur die ersten Koordinatenwerte von der Zeichenmaschine verwendet werden. Eine präzise Einstellung der Laufwagenanordnung der Zeichenmaschine bezüglich jeder abzutastenden Zeichnungsposition ist jedoch mühsam, so daß für die Digitalisierung einer gesamten Zeichnung ein hoher Zeitaufwand benötigt wird.

Mit Hilfe des zusätzlich an der Zeichenmaschine angebrachten Digitalisiertableaus ist zwar die Eingabe freigeschwungener Linien möglich, jedoch sind die Abtastungenauigkeiten bei einem Digitalisiertableau relativ hoch, so daß die Abtastung aller notwendigen Koordinatenwerte einzelner Linienpunkte sowie der Endpunkte der geschwungenen Linien mit der Zeichenmaschine durchgeführt werden muß, was jedoch wiederum einen höheren Zeitaufwand erfordert.

Ferner ist aus der DE-PS 31 10 271 eine Vorrichtung zum Digitalisieren von Zeich­ nungen bekannt, bei der ein Abtastkopf, beispielsweise eine Fadenkreuzlupe, an manu­ ell geführten oder mechanisch antreibbaren Laufwagen be­ festigt ist. Mit dem Abtastkopf wird die gesamte Zeich­ nung abgefahren, und es werden jeweils die aktuellen Ko­ ordinatenwerte des Abtastkopfes an jeder Zeichnungsposition mittels Übergabebefehle übergeben. Diese Digitalisier­ einrichtung besitzt den Vorteil, daß sie erheblich preisgünstiger als die zuvor erwähnte Abtasteinrichtung ist, eine gewöhnliche Zeichenmaschine mit einer Laufwa­ genanordnung an einer ebenen Zeichenunterlage damit aus­ gerüstet werden kann, eine Zeichnung beliebiger Größe abgetastet werden kann, wobei die Größe der Zeichnung lediglich von der Größe der ebenen Zeichenunterlage abhängt, und die Zeichnung keine Bemaßung aufzuweisen braucht. Um jedoch die Koordinatenwerte einer Zeichnung zu erfassen, müssen die Laufwagen so lange verschoben werden, bis die Ist-Koordinatenwerte der Laufwa­ genstellung bzw. des Abtastkopfes mit den Koordinatenwerten der abzutastenden Zeichnungsposition präzise überein­ stimmen. Eine solche präzise Einstellung der Laufwa­ genanordnung bezüglich jeder abzutastenden Zeichnungs­ position ist jedoch mühsam, so daß für die Digitali­ sierung einer gesamten Zeichnung ein hoher Zeitauf­ wand benötigt wird. Ein weiterer Nachteil ist es, daß die abgetasteten und übergebenen Werte als Ist-Werte Zeichnungsungenauigkeiten und -fehler, die bei der Er­ stellung der Zeichnung entstehen, und zusätzlich noch während der Digitalisierung auftretende Abtastfehler enthalten. Hinzukommt, daß die Eingabe frei geschwun­ gener Linien wegen der notwendigen, aufeinanderfolgen­ den Abtastung von einzelnen Linienpunkten in möglichst geringem Abstand voneinander sehr zeitaufwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Zeichnen und Digitalisieren von Zeichnungen derart weiterzubilden, daß die Koordinatenwerte jeder Zeichnungsposition in einfacherer und flexiblerer Weise digitalisiert werden können und dabei die Flexibilität der Zeichnungserstellung erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Auswahleinrichtung eine Koordinate (x_n′ oder y_n′) der ersten Koordinatenwerte (x_n′, y_n′) einer Zeichnungsposition und die korrespondierende andere Koordinate (y_n′′ oder x_n′′) der zweiten Koordinatenwerte (x_n′′, y_n′′) der Zeichnungsposition als zusammengehörige Koordinatenwerte (x_n′, y_n′′ oder x_n′′, y_n′) dieser an die Ausgabeeinrichtung übermittelt.

Im Unterschied zum Stand der Technik besteht der Kern der vorliegenden Erfindung darin, daß eine Auswahleinrichtung vorgesehen ist, welche die Weiterleitung einer Koordinate aus den ersten (x_n′, y_n′) und einer Koordinate aus den zweiten Koordinatenwerten (x_n′′, y_n′) als zusammengehörige Koordinatenwerte bewirkt.

Die Realisierung einer derartigen Auswahleinrichtung ermöglicht dem Benutzer, daß er bei Erstellung einer Zeichnung lediglich jeweils nur eine Koordinate mit der Laufwagenanordnung exakt einzustellen braucht, während er die jeweils andere Koordinate mit Hilfe des Digitalisiertableaus in einem freien Zeichenvorgang frei festlegen kann. Somit kann während des Zeichnens jede Zeichnungsposition so digitalisiert werden, daß die eine Koordinate von einer der Wegstrecken- Meßeinrichtungen an dem Laufwagen und die andere Koordinate vom Digitalisiertableau erfaßt wird, wobei die relevante Zeichnungsposition nur von einem der beiden Laufwagen mit dem zugehörigen Zeichenlineal angefahren und durch Anlegen des an das Digitalisiertableau angeschlossenen Zeichenstiftes markiert zu werden braucht.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung demnach möglich, daß jeweils nur eine Koordinate von zwei eine Zeichnungsposition festlegenden Koordinatenwerten mit der Laufwagenanordnung eingestellt werden muß und dann an die Ausgabeeinrichtung - z. B. ein CNC-Speichermedium - abgegeben werden kann und daß z. B. beim Zeichnen von aufeinanderfolgenden Geradenabschnitten mit dieser Prozedur alle zur Erstellung einer Zeichnung notwendigen Punkte aus ersten Koordinatenwerten, die von der Laufwagenanordnung angefahren werden, abgespeichert werden können, obwohl pro Punkt jeweils nur einer der Koordinatenwerte von der Laufwagenanordnung angefahren wird.

Vorzugsweise gibt die Auswahleinrichtung die Koordina­ tenwerte nur bei Betätigung einer Eingabetaste an die Ausgabeeinrichtung ab.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich da­ durch aus, daß die Auswahleinrichtung so eingestellt ist, daß sie bei aufeinanderfolgenden Zeichnungsposi­ tionen (. . ., n-1, n, n+1, . . .) von Zeichnungsposition (n) zu Zeichnungsposition (n+1) abwechselnd die erste Koordinate (x_n′) aus den ersten Koordinatenwerten (x_n′, y_n′) mit der zweiten Koordinate (y_n′′) aus den zweiten Koordinatenwerten (x_n′′, y_n′′) bzw. der zweiten Koordinate (y_n′) aus den ersten Koordinatenwerten (x_n′, y_n′) mit der ersten Koordinate (x_n′′) aus den zweiten Koordinatenwerten (x_n′′, y_n′′) an die Ausgabeeinrichtung abgibt. Mit einer derartigen Maßnahme kann eine Zeichnung in vorteilhafter Weise besonders einfach erstellt und dabei gleichzeitig auch erfaßt werden. Denn für die Erfassung der einen Koordinate jeder Zeichnungsposition dient die Wegstrecken-Meßeinrichtung an einem der Laufwagen und für die Erfassung der anderen Koordinate das Digitalisiertableau. Will nämlich der Zeichner eine Linie von der letzten Zeichnungsposition (n-1) zur nächsten Zeichnungsposition (n) ziehen, so braucht er die Linie nicht präzise an der nächsten Zeichnungsposi­ tion (n) enden zu lassen, sondern kann diese ein wenig darüber hinaus ziehen, was weniger Aufmerksamkeit und einen geringeren Zeitaufwand erfordert. Denn nach Zie­ hen der Linie mittels eines Zeichenstiftes wird die nächste Zeichnungsposition (n) am Ende der Linie von einem der beiden Laufwagen markiert. Verläuft die Linie parallel zur Verschieberichtung eines der Laufwagen, so wird dieser Laufwagen zur Markierung der nächsten Zeich­ nungsposition (n) benutzt. Somit wird vom Digitalisier­ tableau durch das Auftragen der Linie mit Hilfe des Zei­ chenstiftes die eine Koordinate (z.B. y_n′′) und vom Lauf­ wagen die andere Koordinate (z.B. x_n′) erfaßt. Für die Erfassung der darauffolgenden Zeichnungsposition (n+1) wirken Digitalisiertableau und Laufwagenanordnung umge­ kehrt zusammen, so daß nunmehr die eine Koordinate (y_n+1′) von der Laufwagenanordnung und die andere Koor­ dinate (x_n+1′′) vom Digitalisiertableau übernommen wird, wobei gegenüber der letzten Zeichnungsposition (n) nun der andere Laufwagen benutzt wird. Das Zeichnen der nächsten Linie zur nächstfolgenden Zeichnungsposition (n+1) erfolgt in derselben Weise, wie zuvor anhand der Zeichnungsposition (n) beschrieben wurde. Durch eine derartige abwechselnde Erfassung der jeweiligen Koordi­ naten von Zeichnungsposition zu Zeichnungsposition ist ein besonders schnelles Arbeiten bei der Erstellung und der gleichzeitigen Übernahme der Zeichnung möglich.

Vorzugsweise ist zwischen der Auswahleinrichtung und der Ausgabeeinrichtung eine Zusatzeinrichtung geschal­ tet, die die Koordinatenwerte der letzten Zeichnungs­ position (n-1) zwischenspeichert und bei Erhalt der Koordinatenwerte der nächsten Zeichnungsposition (n) die aus den zweiten Koordinatenwerten stammende Koordi­ nate (x_n-1′′ bzw. y_n-1′′) der letzten Zeichnungsposition (n-1) gegen die entsprechende aus den ersten Koordina­ tenwerten stammende Koordinate (x_n′ bzw. y_n′) der näch­ sten Zeichnungsposition (n) austauscht. Durch diese Maßnahme wird in vorteilhafter Weise er­ reicht, daß für jede Zeichnungsposition letztendlich die an der Laufwagenanordnung eingestellten Koordina­ ten übernommen werden, die genauer als die vom Digita­ lisiertableau erfaßten Werte sind, weil beim Ziehen mit dem Stift auf dem Digitalisiertableau erfahrungsgemäß nur sehr ungenau gezeichnet werden kann und die übertra­ genen Werte sich deshalb nur ungefähr den gewünschten entsprechen. Diese erfindungsgemäße Ausführung besitzt somit den Vorteil, daß man die genauen Koordinatenwerte für jede einzelne Zeichnungsposition erhält, jedoch we­ gen des erfindungsgemäßen Zusammenwirkens von Digitali­ siertableau und jeweils einem der beiden Laufwagen ein genaues Anfahren jeder Zeichnungsposition mit beiden Laufwagen nicht notwendig ist, was ansonsten hohe Kon­ zentration und viel Zeit kosten würde. Anzumerken ist noch, daß die Voraussetzung für einen derartigen Aus­ tausch der vom Digitalisiertableau erfaßten Koordinate gegen die von der Laufwagenanordnung erfaßten Koordina­ te ist, daß sich beide Koordinaten etwa entsprechen. Der wesentliche Unterschied zum Digitalisieren besteht­ aber darin, daß die Koordinaten während des Zeichnens und nicht erst nachher aufgenommen werden.

Eine weitere Ausführung der Erfindung weist eine Trans­ formationseinrichtung zur Transformation der von der Laufwagenanordnung und dem Digitalisiertableau abgegebe­ nen Koordinatenwerte in Koordinatenwerte eines wählbaren anderen Koordinatensystems auf. Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Ausführung liegen insbesondere darin, daß die erfaßten Koordinatenwerte eines ursprüng­ lich festgelegten Laufschienen-parallelen Basiskoordina­ tensystems in irgendein gewünschtes anderes Koordinaten­ system umgerechnet werden können, wenn die Zeichnungse­ lemente - an der jeweiligen aktuellen Zeichnungsposi­ tion - besser als im Basiskoordinatensystem erfaßbar sind. Dies ist besonders dann der Fall, wenn eine zwei Zeichnungspositionen miteinander verbindende Linie ge­ genüber den Achsen des Laufschienen-parallelen Basis­ koordinatensystems winklig verläuft. In diesem Fall wird dann das Koordinatensystem durch Transformation so gedreht, bis eine der Achsen parallel zu dieser Linie ausgerichtet ist. Eine derartige Koordinatentransforma­ tion ist nämlich dann wichtig, wenn auch bei schräg ver­ laufenden Linien die Koordinaten der einzelnen Zeich­ nungspositionen, die auf diesen Linien liegen oder von diesen Linien miteinander verbunden sind, durch das zu­ vor beschriebene Zusammenwirken von Digitalisiertableau und jeweils einem der Laufwagen erfaßt werden sollen.

Vorzugsweise ist eine Steuereinheit mit Wahltastenfeld zur Wahl der Koordinatentransformation vorgesehen.

Eine Weiterbildung dieser Ausführung, bei welcher der erste Laufwagen entlang einer ersten Laufschiene an der Zeichenunterlage gehaltert ist und eine sich rechtwink­ lig zur ersten Laufschiene erstreckende zweite Lauf­ schiene trägt, an der der zweite Laufwagen verschiebbar gehaltert ist und am zweiten Laufwagen ein Zeichenkopf drehbar befestigt ist, an dem zwei zueinander senkrech­ te Zeichenlineale angebracht sind, ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zeichenkopf mit einer Drehwinkel-Meß­ einrichtung mechanisch gekoppelt ist, die der Ver­ drehung des Zeichenkopfes entsprechende Signale an die Transformationseinrichtung übermittelt, und daß die Transformationseinrichtung so eingestellt ist, daß sie entsprechend den Signalen von der Drehwinkel-Meßein­ richtung ein gegenüber dem ursprünglichen Koordinaten­ system gedrehtes Koordinatensystem erzeugt. Dies ist eine besonders zweckmäßige Ausführung zur Durchführung der bereits zuvor erwähnten Drehung des Koordinaten­ systems, um schräg verlaufende Linien und die darauf liegenden Zeichnungspositionen einfacher erfassen zu können.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Zusatzeinrichtung Korrekturwerte zur Korrektur der Koordinatenwerte er­ zeugt, sofern die erfaßten Koordinatenwerte gegenüber der Zeichnungsposition maximal um einen Wert abweichen, der kleiner als die Hälfte eines Rastermaßes einer vor­ her festgelegten und abgespeicherten Rasterinformation ist. Die Unterlegung einer Zeichnung mit einem Raster ist vorteilhaft, da alle Zeichnungspositionen nur auf den Schnittpunkten von Rasterlinien liegen und somit deren Koordinaten eindeutig definierbar und leicht er­ kennbar sind. Weichen nun die erfaßten Koordinatenwerte zur wahren Zeichnungsposition maximal um einen Wert ab, der kleiner als die Hälfte des Rastermaßes ist, so kön­ nen aus den erfaßten Koordinatenwerten die beiden am nächsten liegenden Rasterlinien ermittelt werden, wel­ che die wahren Koordinatenwerte der abzutastenden Zeich­ nungsposition darstellen.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch noch eine weitere Zusatzeinrichtung aufweisen, die vor die Ausgabeeinrichtung geschaltet ist und auf Wunsch an jeder Zeichnungsposition bestimmte geometrische Zeich­ nungselemente erzeugt und an die Ausgabeeinrichtung ab­ gibt. Durch Erzeugung bestimmter geometrischer Zeich­ nungselemente, die z. B. aus Kreisen, Rechtecken, Drei­ ecken, Geraden oder Maßpfeilen bestehen, kann die Er­ stellung der Zeichnung bei gleichzeitiger Abtastung er­ heblich vereinfacht und verkürzt werden.

Vorzugsweise kann das Digitalisiertableau so ausgebil­ det sein, daß es auf Druck eines Zeichenstiftes oder auf von einem elektronischen Griffel abgegebene Signale reagiert.

Schließlich kann die Erfindung zweckmäßigerweise auch noch zusätzlich einen Videotreiber enthalten, der an den Ausgang der Ausgabeeinrichtung angeschlossen ist und die Koordinatenwerte in Bildsignale zur Anzeige der Zeichnungspositionen auf einem Bildschirm umwandelt. Auf diese Weise wird dem Zeichner eine Kontrollmöglich­ keit gegeben, mit der er während des Zeichnens die Er­ fassung und Übernahme der entsprechenden fertiggestell­ ten Zeichnungsteile überwachen kann.

Besonders bevorzugt läßt sich der erfindungsgemäßen Ein­ richtung ein CAD-System anschließen, welches vorgebbare Koordinatenpunkte, wie z. B. Tangentenberührungspunkte, Schnittpunkte von Linien usw. genau errechnet und mit­ tels einer Substitionseinrichtung auf Wunsch des Benut­ zers gegen die auf der Zeichnung ungefähr festgelegten Punkte tauscht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsform erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zeichnen und Digitalisieren von Zeichnungen; und

Fig. 2 und 3 schematisch die Erstellung einer Zeichnung mit Hilfe dieser Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Vorrichtung zum Zeichnen und Digitalisieren von Zeichnungen eine Zeichenmaschine auf, die in der oberen Hälfte von Fig. 1 dargestellt ist. Die Zeichenmaschine besitzt eine ebene Zeichenunterlage 1, die mit einem Digitalisier­ tableau 2 versehen ist.

Das Digitalisiertableau 2 kann so ausgebildet sein, daß es beispielsweise auf Druck eines Zeichenstiftes reagiert. In Fig. 1 ist dagegen ein Digitalisiertableau 2 dargestellt, das auf von einem elektronischen Griffel 3 abgegebene Signale reagiert. Digitalisiertableau 2 und Griffel 3 sind an eine Auswerteschaltung 10 ange­ schlossen. Wird der Griffel 3 über das Digitalisier­ tableau 2, welches z. B. ein elektrisches Gitterwerk ent­ halten oder aus einem elektrischen Material bestehen kann, bewegt, so entstehen elektrische Signale, die über die am Digitalisiertableau 2 angeschlossenen Lei­ tungen an die Auswerteschaltung 10 übertragen werden.

An der ebenen Zeichenunterlage 1 ist eine waagerechte Laufschiene 12 befestigt, an der ein waagerechter Lauf­ wagen 13 längsverschiebbar gehaltert ist. Am waagerech­ ten Laufwagen 13 ist eine sich senkrecht zur waagerech­ ten Laufschiene 12 erstreckende Laufschiene 11 befe­ stigt, an der ein senkrechter Laufwagen 14 verschiebbar gehaltert ist. Am senkrechten Laufwagen 14 ist ein Zei­ chenkopf 16 befestigt, an dem senkrecht zueinander zwei aufsteckbare Zeichenlineale 17 in der Zeichenebene ange­ bracht sind.

Die Laufrichtung der beiden Laufwagen 13, 14 legt die Achsrichtung eines kartesischen Basiskoordinatensystems x, y fest. Deshalb sind an den beiden Laufwagen 13, 14 ein waagrechter und ein senkrechter Wegaufnehmer 18, 19 angebracht, die eine der Laufwagenverschiebung propor­ tionale Anzahl an Impulsen abgeben, wobei Richtungs­ diskriminatoren innerhalb der Wegaufnehmer 18, 19 ein die Verschiebungsrichtung ("vorwärts" oder "rückwärts") kennzeichnendes Signal liefern und ebenfalls abgeben.

Die von den Wegaufnehmern 18, 19 erzeugten elektrischen Impulse werden zusammen mit dem Richtungskennzeichen einer Auswerteschaltung 20 zugeführt, die an die Wegaufnehmer 18, 19 angeschlossen ist. Die Auswerte­ schaltung 20 enthält eine Zählschaltung, welche die von den Wegaufnehmern 18, 19 erzeugten Impulse in Koordina­ tenwerte x, y des kartesischen Basiskoordinatensystems umwandelt. Zusätzlich können die so gebildeten Koor­ dinatenwerte x, y gegebenenfalls mit einem einstell­ baren Maßstabsfaktor gewichtet werden. Somit wandelt die erste Auswerteschaltung 20 die für jede Zeichnungsposi­ tion n von den Wegaufnehmern 18, 19 erzeugten Impulse in elektrische Signale um, die in digitalisierter Form erste Koordinatenwerte x_n′, y_n′ für jede von den beiden Laufwagen 13, 14 angefahrene Zeichnungsposition n dar­ stellen.

Auch die an das Digitalisiertableau 2 angeschlossene zweite Auswerteschaltung 10 wandelt die vom Digitalisier­ tableau 2 erzeugten Signale in Signale um, um die in digi­ talisierter Form zweite Koordinatenwerte x_n′′, y_n′′ der Zeichnungsposition n des Griffels 3 zu erhalten.

Beide Auswerteschaltungen 10, 20 sind mit ihren Ausgän­ gen an eine Auswahlschaltung 30 angeschlossen. Somit erhält die Auswahlschaltung 30 die ersten und zweiten Koordinatenwerte x_n′, y_n′ und x_n′′, y_n′′. Hierzu ist es wichtig, daß beide Auswerteschaltungen 10, 20 die Ko­ ordinatenwerte in der gleichen elektrischen Codierung abgeben, so daß die Koordinatenwerte x_n′, y_n′ und x_n′′, y_n′′ zueinander kompatibel und gegeneinander austausch­ bar sind. Die Auswahlschaltung 30 erhält zwar zwei Ko­ ordinatenwertpaare, d.h. zwei x- und y-Koordinaten, gibt jedoch für jede Zeichnungsposition nur eine x- und eine y-Koordinate aus. Dabei übermittelt die Auswahlschaltung 30 eine Kombination x_n′, y_n′′ bzw. x_n′′, y_n′ der einen Koordinate aus den er­ sten Koordinatenwerten mit der anderen Koordinate aus den zweiten Koordinatenwerten. D. h. die Auswahlschal­ tung 30 wählt jeweils eine x- und eine y-Koordinate aus den ersten und zweiten Koordinatenwerten x_n′, y_n′ und x_n′′, y_n′′ aus.

Dabei kann die Auswahlschaltung 30 so eingestellt sein, daß sie bei aufeinanderfolgenden Zeichnungsposi­ tionen . . ., n-1, n, n+1, . . . von Zeichnungsposition zu Zeichnungsposition abwechselnd die x-Koordinate x_n′ aus den ersten Kooordinatenwerten x_n′, y_n′ und die y-Koor­ dinate y_n′′ aus den zweiten Koordinatenwerten x_n′′, y_n′′ bzw. die y-Koordinate y_n′ aus den ersten Koordinatenwerten x_n′, y_n′ und die x-Koordinate x_n′′ aus den zweiten Koordinaten­ werten x_n′′, y_n′′ bildet. Somit gibt die Auswahlschal­ tung 30 bei dieser Einstellung für die aufeinanderfol­ genden Zeichnungspositionen . . ., n-1, n, n+1, . . . die Koordinatenpaare . . .; x_n-1′, y_n-1′′; x_n′′, y_n′; x_n+1′, y_n+1′′; . . . aus. Das bedeutet, daß für jede Zeichnungs­ position die eine Koordinate von einem der Wegauf­ nehmer 18, 19 an den Laufwagen 13, 14 und die andere Koordinate vom Digitalisiertableau 2 (in Verbindung mit dem elektronischen Griffel 3) gebildet ist.

Die auf diese Weise gebildeten Koordinatenwerte werden von der Auswahlschaltung 30 nur bei Betätigung einer Eingabetaste 31 an ihrem Ausgang abgegeben.

An den Ausgang der Auswahlschaltung 30 ist eine Trans­ formationsschaltung 32 angeschlossen, die die von der Auswahlschaltung 30 abgegebenen Koordinatenwerte in ein gegenüber dem Basiskoordinatensystem gedrehtes kar­ tesisches Koordinatensystem umwandelt, sofern der Zei­ chenkopf so gedreht wird, daß seine beiden Zeichenline­ ale 17 nicht mehr parallel zur Laufrichtung der beiden Laufwagen 13, 14 und somit zu den Achsen des Basisko­ ordinatensystems liegen. Hierzu ist am Zeichenkopf 16 eine Drehwinkelmeßeinrichtung 33 vorgesehen, die die Drehung des Zeichenkopfes 16 mißt. Die Drehwinkelmeß­ einrichtung 33 ist an die Transformationsschaltung 32 angeschlossen und übermittelt auf diese Weise die der Drehwinkelstellung des Zeichenkopfes 16 entsprechenden Signale an die Transformationsschaltung 32. Ferner ist am senkrechten Laufwagen 14 noch eine Steuereinheit 34 mit Wahltastenfeld vorgesehen, mit der wahlweise die Koordinatentransformation auch vorgegeben und einge­ stellt werden kann.

Die Transformationsschaltung 32 ist mit ihrem Ausgang an eine erste Zusatzschaltung 36 angeschlossen. Die Zusatzschaltung 36 enthält einen Speicher, in den die Koordinatenwerte der jeweils letzten Zeichnungsposition n-1 zwischengespeichert werden. Sofern die Auswahl­ schaltung 30 so eingestellt ist, daß sie abwechselnd von Zeichnungsposition zu Zeichnungsposition Koordina­ tenwerte abgibt, von denen die eine Koordinate von einem der beiden Wegaufnehmer 18, 19 und die andere Koordinate vom Digitalisiertableau 2 und umgekehrt stammt, so tauscht die Zusatzschaltung 36 bei Erhalt der Koordinatenwerte der nächsten Zeichnungsposition n die vom Digitalisiertableau 2 erfaßte Koordinate x_n-1′′ bzw. y_n-1′′ der letzten Zeichnungsposition n-1 gegen die entsprechende von einem der Wegaufnehmer 18, 19 gemesse­ ne Koordinate x_n′ bzw. y_n′ der nächsten Zeichnungsposi­ tion n aus. Dabei dürfen selbstverständlich nur jeweils die x- oder y-Koordinaten untereinander ausgetauscht werden. Ferner darf die vom Digitalisiertableau 2 erfaßte Koordinate nur innerhalb bestimmter Toleranzen von der von einem der Wegaufnehmer 18, 19 der Laufwagen 13, 14 aufgenommenen Koordinate abweichen, da ansonsten die Koordinatenwerte verfälscht würden. Deshalb ist die Übernahme der von einem der Wegaufnehmer 18, 19 aufgenommenen Koordinate nur zwi­ schen zwei aufeinanderfolgenden Zeichnungspositionen n-1, n, möglich, die durch eine Gerade verbunden sind, welche parallel zu einem der Achsen des zugrundelie­ genden Koordinatensystems verläuft.

Ferner kann die Zusatzschaltung 36 noch eine Korrektur­ schaltung enthalten. Diese Korrekturschaltung bildet Korrekturwerte zur Korrektur der Koordinatenwerte, sofern die erfaßten Koordinatenwerte gegenüber der Zeichnungsposition maximal um einen Wert abweichen, der kleiner als die Hälfte eines Rastermaßes einer vorher festgelegten und in der Korrekturschaltung abgespeicher­ ten Rasterinformation ist. Bei Unterlegung einer Zeich­ nung mit einem derartigen Raster liegen alle Zeichnungs­ positionen und -elemente auf Schnittpunkten von Raster­ linien, so daß deren Koordinaten eindeutig definierbar und leicht erkennbar sind. Weichen nun die erfaßten Koordinatenwerte gegenüber der wirklichen Zeichnungs­ position maximal um einen Wert gegenüber der wirklichen Zeichnungsposition ab, so können aus den erfaßten Koordinatenwerten die beiden am nächsten liegenden Rasterlinien ermittelt werden, welche die Koordinaten­ werte der abzutastenden Zeichnungsposition darstellen.

Die Zusatzschaltung 36 ist an eine zweite Zusatzschal­ tung 38 angeschlossen, die auf Wunsch an jeder Zeich­ nungsposition bestimmte geometrische Zeichnungselemente erzeugt. Die Zeichnungselemente können beispielsweise Kreise, Rechtecke, Dreiecke, Linien oder beispielsweise auch Maßpfeile sein.

An die zweite Zusatzeinrichtung 38 ist eine Ausgabe­ schaltung 40 angeschlossen, welche die nötigen Schnitt­ stellen für die Ausgabe der Koordinatenwerte enthält. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann an den Ausgang der Aus­ gabeschaltung 40 ein Videotreiber 42 angeschlossen sein, der die empfangenen Koordinatenwerte in entspre­ chende Bildsignale zur Anzeige der Zeichnungspositionen und zur Darstellung der Zeichnung auf einem Bildschirm 44 umwandelt. An die Ausgabeschaltung 40 kann ferner ein Computer 50 angeschlossen sein, der beispielsweise ein CAD-System mit der entsprechenden CAD-Software ent­ hält.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum gleichzeitigen Zeichnen und Digitalisie­ ren von Zeichnungen erläutert.

Die Auswahlschaltung 30 sei dabei so eingestellt, daß sie bei aufeinanderfolgenden Zeichnungspositionen abwech­ selnd die vom waagerechten Wegaufnehmer 18 gemessene x-Koordinate x_n′ zusammen mit der vom Digitalisierta­ bleau 2 erfaßten y-Koordinate y_n′′ bzw. die vom senk­ rechten Wegaufnehmer 19 gemessene y-Koordinate y_n′ zu­ sammen mit der vom Digitalisiertableau erfaßten x-Ko­ ordinate x_n′′ abgibt.

In Fig. 2 ist die Erstellung einer Zeichnung darge­ stellt, bei der mit Hilfe der beschriebenen Einrich­ tung die vom Digitalisiertableau 2 erfaßte y-Koordi­ nate y₁′′ des Punktes P1 gegen die entsprechende vom senkrechten Wegaufnehmer 19 stammende y-Koordinate y₂′ des nächsten Punktes 2 ausgetauscht wird. Wie Fig. 2a zeigt, geht die Linie vom Punkt P1 aus. Die Koordi­ naten dafür können x₁′, y₁′ sein, wenn der Punkt genau festgelegt werden muß. Kommt es aber auf die x-Koordina­ te nicht so genau an, dann bleibt x₁′′ vom Digitalisier­ tableau, also x₁′′, y₁′.

Von diesem Punkt aus wird die Linie mit dem waagerech­ ten Zeichenlineal 17′ gezogen. Das Ende dieser Linie ist mit dem Punkt P21 gekennzeichnet, welcher die vom Digitalisiertableau 2 gemessene x-Koordinate x₂′′ und die vom senkrechten Wegaufnehmer 19 gemessene y-Ko­ ordinate y₂′ besitzt. Wie Fig. 2a zeigt, ist die Linie vom Punkt P1 über den Punkt P2 hinaus gezogen worden, welcher den eigentlichen gewünschten Endpunkt der Linie bilden soll. Da der gewünschte Endpunkt P2 auf der zuvor gezogenen Linie liegt, die während des Zeichnens gleichzeitig vom Digitalisiertableau 2 erfaßt wurde und deren y-Koordinate auch als y₂′ vom senkrechten Wegauf­ nehmer 19 gemessen wurde, wird für diesen Punkt P2 die x-Koordinate zunächst als x₂′′ vom Digitalisiertableau 2 erfaßt. Demgegenüber wurde beim Punkt P1 die y-Koordina­ te als y₁′′ vom Digitalisiertableau erfaßt. Da die Linie vom Punkt P1 parallel zur x-Achse und somit zur waage­ rechten Laufschiene 12 gezogen wurde, entsprechen sich die Koordinatenwerte y₁′′ und y₂′. Somit kann für die y-Koordinate des Punktes P1 der vom Digitalisiertableau 2 erfaßte und in der Regel nicht sehr genaue Wert y₁′′ gegen den vom senkrechten Wegaufnehmer 19 gemessenen Wert y₂′ des vorläufigen Endpunktes P21 ausgetauscht werden. Somit sind für den Punkt P1 die x- und y-Koor­ dinaten erfaßt und abgespeichert, welche letztendlich von den Wegaufnehmern 18, 19 stammen und dadurch eine in der Regel höhere Genauigkeit aufweisen.

Wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, wird der gewünschte Punkt P2 auf der Linie durch das senkrechte Zeichen­ lineal 17′′ markiert, indem gleichzeitig die nächste Linie von diesem Punkt P2 zum nächsten Punkt P3 gezogen wird. Der vorläufige Endpunkt P21 wird gelöscht, da er spätestens jetzt keine Bedeutung mehr besitzt. Wie zuvor bei der waagerechten Linie wird auch die neue senkrechte Linie wieder über den gewünschten Punkt P3 etwas hinaus gezogen, und zwar bis zu einem beliebi­ gen Endpunkt P31. Da die x-Koordinate für den Punkt P3 vom waagerechten Wegaufnehmer 18 als x₃′ gemessen wur­ de, die x-Koordinate des Punktes P2 jedoch nur vom Digi­ talisiertableau 2 erfaßt wurde, so kann nun als x-Koor­ dinate des Punktes P2 der Wert x₃′ übernommen werden. Dies ist natürlich nur dann möglich, wenn - wie in Fig. 2b dargestellt - die vom Punkt P2 ausgehende Linie pa­ rallel zur y-Achse des Basiskoordinatensystems und so­ mit parallel zum senkrechten Laufwagen 11 gezogen wird. Im folgenden wird dann weiter so verfahren, wie anhand des Punktes P2 bereits zuvor ausführlich beschrieben wurde.

In Fig. 3 ist das Zeichnen und Erfassen einer vom Punkt P2 ausgehenden Linie dargestellt, welche winklig zu den Achsen des Basiskoordinatensystems verläuft. Zum Zeichnen einer geneigt verlaufenden Linie muß der Zeichenkopf 16 entsprechend verdreht werden. Die Dreh­ winkelmeßeinrichtung 33 mißt die Drehung und überträgt den so gemessenen Drehwinkel an die Transformations­ schaltung 32 (Fig. 1). Die Transformationsschaltung 32 rechnet nun die Koordinatenwerte in ein Koordinaten­ system um, das gegenüber dem Laufschienen-parallelen Basiskoordinatensystem um diesen Drehwinkel gedreht ist. Somit verläuft die schräg gezogene Linie wieder parallel zu eine der Achsen des neuen Koordinaten­ systems. Der in Fig. 3a dargestellte Zeichenschritt schließt sich an den in Fig. 2a gezeigten Zeichen­ schritt an. Anschließend wird der neue Endpunkt P3 mit dem Zeichenlineal 17′ markiert, und gleichzeitig wird vom Punkt P3 eine neue Linie rechtwinklig zur Linie gezeichnet, wie Fig. 3b zeigt. Der Punkt P3 hat nun transformierte x- und y-Koordinaten, wobei die transformierte x-Koordinate x_3T′ vom waagerechten Lauf­ wagen 18 und die y-Koordinate y_3T′′ vom Digitalisierta­ bleau 2 erfaßt und entsprechend der Transformation umge­ rechnet wurde. Durch Rücktransformation in der Transfor­ mationseinrichtung 32 erhält man aus x_3T′ einen Wert x₃′, welcher der vom Digitalisiertableau 2 erfaßten x-Koordinate des Punktes P2 entspricht. Somit kann für den Punkt P2 die Koordinate x₂′′ gegen den Wert x₃′ ausgetauscht werden.

Die zuvor beschriebene Arbeitsweise stellt nur eine der Möglichkeiten dar, wie die erfindungsgemäße Einrichtung zum Zeichnen und Digitalisieren von Zeichnungen einge­ setzt werden kann.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Zeichnen und Digitalisieren von Zeichnungen, mit

• - einer ebenen Zeichenunterlage (1),
• - einer Laufwagenanordnung (11-14) an der ebenen Zeichenunterlage (1),
• - Wegstrecken-Meßeinrichtungen (18, 19) an den Laufwagen (13, 14), die eine der Laufwagenverschiebung proportionale Anzahl an Impulsen abgeben,
• - einer ersten Auswerteeinrichtung (20) zur Umwandlung der von den Wegstrecken-Meßeinrichtungen (18, 19) erzeugten Impulse in der aktuellen Zeichnungsposition der Laufwagenanordnung (11-14) entsprechende erste Koordinatenwerte (x_n′, y_n′) eines festlegbaren Koordinatensystems,
• - einem Digitalisiertableau (2), das der aktuellen Zeichnungsposition entsprechende Positionssignale abgibt,
• - einer zweiten Auswerteeinrichtung (10) zur Umwandlung der vom Digitalisiertableau (2) erzeugten Positionssignale in zweite Koordinatenwerte (x_n′′, y_n′′) des Koordinatensystems,
• - einer Auswahleinrichtung (30), die die ersten und zweiten Koordinatenwerte (x_n′, y_n′; x_n′′, y_n′′) von der ersten und der zweiten Auswerteeinrichtung (10, 20) erhält, und mit
• - einer Ausgabeeinrichtung (40) Zur Ausgabe der Koordinatenwerte (x_n′, y_n′; x_n′′, y_n′′),

dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung (30) eine Koordinate (x_n′ oder y_n′) der ersten Koordinatenwerte (x_n′, y_n′) einer Zeichnungsposition und die korrespondierende andere Koordinate (y_n′′ oder x_n′′) der zweiten Koordinatenwerte (x_n′′, y_n′′) der Zeichnungsposition als zusammengehörige Koordinatenwerte (x_n′, y_n′′ oder x_n′′, y_n′) dieser Zeichnungsposition an die Ausgabeeinrichtung (40) übermittelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung (30) die zusammengehörigen Koordinatenwerte (x_n′, y_n′′ oder x_n′′, y_n′) nur bei Betätigung einer Eingabetaste (31) an die Ausgabeeinrichtung (40) abgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung (30) so eingestellt ist, daß sie bei aufeinanderfolgenden Zeichnungspositionen (. . ., n-1, n, n+1, . . .) von Zeich­ nungsposition (n) zu Zeichnungsposition (n+1) abwech­ selnd die erste Koordinate (x_n′) aus den ersten Koor­ dinatenwerten (x_n′, y_n′) mit der zweiten Koordinate (y_n′′) aus den zweiten Koordinatenwerten (x_n′′, y_n′′) bzw. die zweite Koordinate (y_n′) aus den ersten Koordinatenwerten (x_n′, y_n′) mit der ersten Koordinate (x_n′′) aus den zweiten Koordinatenwerten (x_n′′, y_n′′) an die Ausgabeeinrichtung (40) abgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auswahleinrichtung (30) und der Ausgabeeinrichtung (40) eine Zusatzeinrichtung (36) geschaltet ist, die die zusammengehörigen Koordinatenwerte (x_n-1′, y_n-1′′ oder x_n-1′′, y_n-1′) der letzten Zeichnungsposition (n-1) zwischenspeichert und bei Erhalt der zusammengehörigen Koordinatenwerte (x_n′, y_n′′ oder x_n′′, y_n′) der nächsten Zeichnungsposition (n) die aus den zweiten Koordinatenwerten (x_n-1′′, y_n-1′′) stammende Koordinate (x_n-1′′ bzw. y_n-1′′) der letzten Zeichnungsposition (n-1) gegen die entsprechende aus den ersten Koordinatenwerten (x_n′, y_n′) stammende Koordinate (x_n′ bzw. y_n′) der nächsten Zeichnungsposition (n) austauscht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Transformationseinrichtung (32) zur Transformation der von der Laufwagenanordnung (11-14) und dem Digitalisiertableau (2) abgegebenen Koordinatenwerte (x_n′, y_n′ und x_n′′, y_n′′) in Koordinatenwerte eines wählbaren anderen Koordinatensystems.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (34) mit Wahltastenfeld zur Wahl der Koordinatentransformation.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher ein erster Laufwagen (13) entlang einer ersten Laufschiene (12) an der Zeichenunterlage (1) gehaltert ist und eine sich rechtwinklig zur ersten Laufschiene (12) erstreckende zweite Laufschiene (11) trägt, an der ein zweiter Laufwagen (14) verschiebbar gehaltert ist und am zweiten Laufwagen (14) ein Zeichenkopf (16) drehbar befestigt ist, an dem zwei zueinander senkrechte Zeichenlineale (17) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeichenkopf (16) mit einer Drehwinkel-Meßeinrichtung (33) mechanisch gekoppelt ist, die der Verdrehung des Zeichenkopfes (16) entsprechende Signale an die Transformationseinrichtung (32) übermittelt, und daß die Transformationseinrichtung (32) so eingestellt ist, daß sie entsprechend den Signalen von der Drehwinkel-Meßeinrichtung (33) ein gegenüber dem ursprünglichen Koordinatensystem gedrehtes Koordinatensystem erzeugt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung (36) Korrekturwerte zur Korrektur der Koordinatenwerte er­ zeugt, sofern die erfaßten Koordinatenwerte gegenüber der Zeichnungsposition maximal um einen Wert abweichen, der kleiner als die Hälfte eines Rastermaßes einer vor­ her festgelegten und abgespeicherten Rasterinformation ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine weitere Zusatzeinrichtung (38), die vor die Ausgabeeinrichtung (40) geschaltet ist und auf Wunsch an jeder Zeichnungsposition bestimmte geometrische Zeichnungselemente erzeugt und an die Ausgabeeinrichtung (40) abgibt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalisiertableau (2) auf Druck eines Zeichenstiftes reagiert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalisiertableau (2) auf von einem elektronischen Griffel (3) abgegebene Signale reagiert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Videotreiber (42), der an den Ausgang der Ausgabeeinrichtung (40) angeschlossen ist und die Koordinatenwerte in Bildsignale zur Anzeige der Zeichenpositionen auf einem Bildschirm (44) umwandelt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein angeschlossenes CAD-System, das bestimmte Koordinatenpunkte, wie z. B. Tangentenberührungspunkte, Schnittpunkte von Linien usw. errechnet und auf Wunsch mittels einer Substitutionseinrichtung gegen die auf der Zeichnung ungefähr festgelegten Punkte tauscht.