DE4009137A1 - Steuervorrichtung fuer einen schreibkopf zum aufbringen von beschriftungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Schreibkopfes zum Aufbringen von Beschriftungen, und eine be­ vorzugte Verwendung einer derartigen Vorrichtung.

Die Erfindung betrifft die Ansteuerung von Schreibköpfen, bei denen der zur Verfügung stehende Zeichenvorrat nicht in Form von diskreten Einzelzeichen vorgegeben ist, welche bevorzugt auf dem z. B. ein Typenrad enthaltenden Schreibkopf selbst angebracht sind. Vielmehr wird im vorliegenden Fall jedes Beschriftungs­ element vom Schreibkopf selbst in Form eines kontinuierlichen, bzw. gerasterten Linienzuges oder einer Punktabfolge sperarat auf der jeweils zu beschriftenden Fläche erzeugt. Dies hat bekannt­ lich den Vorteil, daß der Zeichenvorrat einer mit einem derar­ tigen Schreibkopf ausgerüsteten Beschriftungsvorrichtung nahezu unbegrenzt ist und insbesondere das Schriftbild leicht an je­ weils vorliegende Anforderungen angepaßt werden kann.

So betrifft die Erfindung die Steuerung von Schreibköpfen, bei denen das Schriftbild durch Aufbringen Farbpartikeln bzw. farbigen Flüssigkeiten auf die jeweilige Oberfläche erzeugt wird. Derartige Schreibköpfe können z. B. in Tintenstrahldruckern, Laserdruckern bzw. sogenannten Plottern vorhanden sein. Die Er­ findung betrift aber auch Schreibköpfe, bei der die Beschrif­ tung durch eine thermische Materialveränderung, z. B. das Schmelzen von Metall bzw. die Zersetzung oder Verbrennung von Kunststoffen mittels bevorzugt eines einzigen, fokussierten Laserstrahles hervorgerufen wird. Eine weitere Anwendung ergibt sich bei Schreibköpfen, welche eine Anzeige z. B. auf einem Speicherbildschirm mittels eines Kathodenstrahles erzeugen. In diesen Fällen kann die jeweilige Beschriftung durch eine Bewe­ gung des Schreibkopfes selbst, oder durch eine entsprechende Auslenkung des vom Schreibkopf abgegebenen Schreibmediums, z. B. eines Tinten-, Kathoden- oder Laserstrahles, hervorgerufen werden.

Die zur Ansteuerung eines Schreibkopfes dienenden Signale werden in der Regel mittels einer einzigen Verarbeitungseinheit aus dem vorgegebenen Schriftungsinhalt separat für jedes Zeichen un­ mittelbar vor dessen Aufbringen auf die jeweilige Oberfläche abgeleitet. Ein derartig serieller Vorgang hat den Nachteil, daß sich die zur Bildung der Ansteuersignale für den Schreibkopf notwendige Vorverarbeitungszeit und die zum Aufbringen der Be­ schriftung notwendige Beschriftungszeit addieren. Dies ist ins­ besondere dann von Nachteil, wenn z. B. aufgrund einer inhaltlich komplexen und recht großen Beschriftung sowohl die Vorverar­ beitungszeit zur Bildung der Ansteuersignale als auch die eigentliche Beschriftungszeit relativ groß sind. In solchen Fällen lassen sich den kontinuierlichen Schreibfluß störende und den gesamten Zeitaufwand für die Beschriftung erhöhende Pausenzeiten insbesondere am Ende von Teilbeschriftungszügen kaum vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung an­ zugeben, welche im Hinblick auf eine möglichst kurze Gesamtbe­ schriftungszeit eine optimale Anpassung zwischen der zur Auf­ bereitung eines Beschriftungsinhaltes benötigten Vorverarbei­ tungszeit und der zum Aufbringen der Beschriftung durch den Schreibkopf benötigten Beschriftungszeit ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst mit den in den nebengeordneten An­ sprüchen 1 und 2 enthaltenen Vorrichtungen. Vorteilhafte wei­ tere Ausgestaltungen der Erfindung und eine bevorzugte Ver­ wendung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgend kurz aufgeführten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

Fig. 2 beispielhaft die Bildung eines Schriftzeichens mittels einem von der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung be­ triebenen Schreibkopf,

Fig. 3 beispielhaft den Inhalt einiger Speicherzellen des Zwi­ schenspeichers gemäß einer Ausführung der Erfindung,

Fig. 4 das Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, und

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform eines Prozeßsignalum­ formers zur Ansteuerung des Schreibkopfes.

Die in der Fig. 1 dargestellte erste vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung enthält eine Verarbei­ tungseinheit VE und einen Zwischenspeicher SP zur Steuerung eines Schreibkopfes SK. Es ist vorteilhaft, wenn der Verarbei­ tungseinheit VE die unter Umständen umfangreichen Eingabedaten für eine Beschriftung mittels einer separaten Eingabeeinheit EE, z. B. einem Mikrocomputer, vorgegeben werden. Eine erste Daten­ busleitung HB, an welche die Verarbeitungseinheit bevorzugt über einen Anschlußbus HB 1, der Zwischenspeicher SP bevorzugt über einen Anschlußbus HB 2 und der Schreibkopf SK bevorzugt über einen gemischt analogen/digitalen Steuerbus SB mit dazwischen­ geschaltetem Prozeßsignalumformer PSU angeschlossen sind, er­ möglicht den Datenaustausch zwischen diesen Betriebsmitteln.

Die der Verarbeitungseinheit VE vorgegebenen Eingabedaten ent­ halten bevorzugt Beschriftungsparameter, Steuerkopfeinstellwerte und Auftragsdaten.

Die Beschriftungsparameter enthalten die eigentlichen Informa­ tionen zum Bildaufbau auf der jeweils zu beschriftenden Ober­ fläche. Die Beschriftungsparameter lassen sich bevorzugt glie­ dern in Schriftparameter, Textparameter und Sonderzeichen. Da­ bei werden mit den Schriftparametern bevorzugt eine jeweils ge­ wünschte Schriftform, insbesondere in Schrifthöhe, Schriftwinkel und Zeichenabstand, und Strichstärke eingestellt. Die Textpara­ meter enthalten den eigentlichen Beschriftungsinhalt, insbeson­ dere in Form von alphanumerischen Zeichenketten, und deren ge­ wünschte Lage auf der zu beschriftenden Oberfläche. Diese kann z. B. in Form von Textanfangspositionen und Textfeldlängen vorge­ geben werden. Sind Sonderzeichen auf der zu beschriftenden Oberfläche aufzubringen, so sind diese ebenfalls mindestens in Bezug auf Form und Lage vorzugeben. Unter Umständen werden auch verschiedenen Textparametern bzw. Sonderzeichen unterschiedliche Schriftparameter zugeordnet. Hiermit ist es möglich, Teile einer Gesamtbeschriftung mit verschiedenen Schriftformen bzw. Strich­ stärken auszuführen.

Die Eingabedaten enthalten in der Regel auch Werte zur Einstel­ lung des Schreibkopfes. Diese sei am Beispiel eines Laserschreib­ kopfes näher erläutert, welcher die Beschriftung durch eine thermische Materialveränderung auf der Oberfläche des Beschrif­ tungsobjektes hervorruft. In diesem Fall enthalten die Einstell­ werte häufig binäre Steuersignale und analoge Steuerparameter. Die Steuersignale können z. B. dazu dienen, den Laserstrahl zu Beginn bzw. am Ende eines Teilbeschriftungszuges ein- bzw. aus­ zuschalten. Desweiteren kann mit deren Hilfe eine das Schrift­ bild beeinflussende Betriebsartenumschaltung vorgenommen werden. So kann ein Laserschreibkopf entweder im Dauerbetrieb ("CW-Be­ trieb", continuous wave mode) oder im Pulsbetrieb ("QS-Betrieb", quality switch mode) betrieben werden. Die Wahl der jeweiligen Betriebsart ist auch vom Material der zu beschriftenden Fläche abhängig. So können z. B. bei der Beschriftung von metallischen Oberflächen mit Hilfe des Pulsbetriebes höhere Eindringtiefen und somit ein Schriftbild mit größerer mittlerer Strichstärke er­ zielt werden. Mit Hilfe zusätzlicher analoger Steuerparameter kann desweiteren die Charakteristik des Laserstrahles beeinflußt werden. Hiermit ist z. B. die Pulsfrequenz im Pulsbetrieb, die Laserleistung und eine, die Strichstärke beeinflussende sogenann­ te Wobbelbreite vorgebbar.

Die Eingabedaten für die Verarbeitungseinheit VE können schließ­ lich noch sogenannte Auftragsdaten enthalten. Hierbei kann ins­ besondere bei der Serienbeschriftung von bevorzugt gleichartigen Flächen im sogenannten Dauerbeschriftungsbetrieb die gewünsch­ te Anzahl der Duplikate vorgegeben werden. Desweiteren ist es im sogenannten Folgebeschriftungsbetrieb möglich, duplikat­ spezifische Veränderungen in einem ansonsten unveränderten Beschriftungsbild vorzugeben. Hierbei ist es möglich, z. B. bei Typenschildern bzw. Fahrgestellnummern, bestimmte alphanumeri­ sche Zeichenfolgen pro Duplikat zu inkrementieren.

Gemäß der Erfindung wird die Beschriftung abhängig von den je­ weils vorliegenden Beschriftungsparametern von der Verarbei­ tungseinheit VE in einem ersten Verarbeitungsschritt zunächst in Grundelemente aufgeteilt und diese im Zwischenspeicher SP hinterlegt. Die Anzahl der vorrätigen Grundelemente ist mög­ lichst klein. Zudem sollten diese möglichst leicht vom Schrift­ kopf als Schriftbild erzeugbar sein. Als Grundelemente dienen bevorzugt Strecken- und Kreissegmente. Bei dieser Aufteilung werden individuell vorliegenden Beschriftungsparameter berück­ sichtigt, insbesondere die Anfangsprositionen der jeweiligen Zeichenketten auf der zu beschriftenden Oberfläche und die Schriftform. Es findet somit während dieses ersten Verarbei­ tungsschrittes in der Verarbeitungseinheit VE eine von den Beschriftungsparametern abhängige Dehnung bzw. Stauchung und entsprechende Positionierung der Grundelemente statt, in die ein alphanumerisches Zeichen bzw. ein Sonderzeichen aufgeteilt worden ist. Nach dieser Vorverarbeitung der gesamten Beschrif­ tung werden die insbesondere in Größe und Lage angepaßten Grund­ elemente im Zwischenspeicher hinterlegt.

Erfindungsgemäß schließt sich hieran ein zweiter Verarbeitungs­ schritt an, in dem die Grundelemente von der Verarbeitungsein­ heit VE sukzessive aus dem Zwischenspeicher entnommen, in Form von kleinsten Schreibschritten mit vorgegebener Richtung inter­ poliert und zeitkoordiniert an den Schreibkopf ausgegeben wer­ den. Diese Schreibschritte entsprechend den vom jeweiligen Schreibkopf SK auf der Beschriftungsoberfläche in vorgegebenen Richtungen, insbesondere in den Achsenrichtungen eines recht­ winkeligen Koordinatensystems, mittels des jeweiligen Beschrif­ tungsmediums, z. B. des Laserstrahles, ausführbaren inkrementalen Verfahrwegen. Diese werden im zweiten Verarbeitungsschritt von der Verarbeitungseinheit VE insbesondere zur Erzeugung einer gewünschten mittleren Strichstärke zeitkoordiniert ausgegeben.

In der Fig. 2 ist beispielhaft ein gemäß der vorliegenden Erfin­ dung in Grundelemente aufgeteilte und mittels kleinster Schreib­ schritte interpolierter Buchstabe A dargestellt. Dieser ist bei­ spielhaft in drei Streckengrundelemente S 1, S 2, S 3 aufgeteilt, welche abhängig von den vorliegenden Beschriftungsparametern in einer die Beschriftungsoberfläche repräsentierenden rechtwinkli­ gen X-, Y-Koordinatenebene plaziert sind. Jedes der drei nach Größe und Lage angepaßten Grundelemente ist vorteilhaft be­ schreibbar durch die X-, Y-Koordinaten der Anfangs- und End­ punkte. So wird beispielsweise das Grundelement S 1 durch den Anfangspunkt SP 1 und den Endpunkt EP 1 festgelegt. Dieser End­ punkt EP 1 ist zugleich Anfangspunkt des sich bis zum dazuge­ hörigen weiteren Endpunkt EP 2 erstreckenden zweiten Grundele­ mentes S 2. Das den Querstrich im Buchstaben A repräsentierende dritte Grundelement S 3 ist durch den Anfangs- bzw. Endpunkt SP 2 bzw. EP 3 festgelegt.

In der Fig. 3 ist beispielhaft dargestellt, wie ein derartig aufgeteilter Buchstabe A von der Verarbeitungseinheit VE im Zwischenspeicher SP hinterlegt werden kann. Dabei symbolisiert eine jeder der mit n, n + 1, . . ., n + 9 markierten Zeile mindestens eine Speicherzelle im Zwischenspeicher SP. So enthält die Zelle n die Koordinaten des Startpunktes SP 1 des ersten Grundelemen­ tes S 1. Die darauffolgende Zelle n + 1 enthält ein Steuersignal für den Schreibkopf, z. B. zur Einschaltung des Laserstrahles. In den Zellen n + 2, n + 3 wird der aus den Grundelementen S 1, S 2 be­ stehende Teilbeschriftungszug durch Vorgabe der Endpunkte EP 1, EP 2 festgelegt. Daran schließt sich in der Zelle n + 4 erneut ein Steuersignal für den Schreibkopf an, z. B. zur Ausschaltung des Laserstrahles. In entsprechender Weise sind in den weiteren Zellen n + 5 bis n + 8 die Informationen zum Auftragen des dritten Grundelementes S 3 enthalten.

In der Fig. 2 ist desweiteren beispielhaft eingetragen, auf welche Weise diese Strecken-Grundelemente mittels kleinster Schreibschritte interpoliert werden können. Dabei sei angenom­ men, daß das Schreibmedium des Schreibkopfes, z. B. der Laser­ strahl, in kleinsten Schreibschritten SXn bzw. SYn in Richtung der Achsen X, Y eines rechtwinkeligen Koordinatensystems ver­ fahren werden kann. So wird beispielsweise das Grundelement S 1 durch eine Abfolge von jeweils zwei Schreibschritten SYn in positiver Y-Richtung und einem Schreibschritt SXn in X-Richtung interpoliert. So beginnt die Beschriftung beim Startpunkt SP 1 mit dem Schreibschritt SY 4, an den sich Schreibschritt SX 5, die Schritte SY 5 und SY 6 usw. anschließen. Die Beschriftung wird auf diese Weise bis zum Erreichen des Punktes EP 1 interpoliert. In diesem Punkt wird die Interpolation aufgrund der veränderten Steigung des nun zu schreibenden Grundelementes S 2 bis zum Endpunkt EP 2 dieses Teilbeschriftungszuges verändert. Das Grund­ element S 2 wird durch eine Abfolge von jeweils einem Schreib­ schritt SXn und vier Schreibschritten SYn in negativer Y-Rich­ tung interpoliert. die Interpolation des dritten Grundelemen­ tes S 3 erfolgt aufgrund von dessen Parallelität zur X-Achse durch eine Abfolge von Schreibschritten SXn, welche im Start­ punkt SP 2 mit dem Element SX 7 beginnt und im Endpunkt EP 3 mit dem Element SX 15 endet. In der Praxis sind die Schreibschritte SXn, SYn relativ zum Durchmesser des Schreibmediums, z. B. des Laserstrahles, so klein, daß die Schreibschritte nicht als Treppenkurve erscheinen, sondern zu einem nahezu kontinuierlichen Linienzug "verschwimmen".

Die erste Ausführungsform der Erfindung insbesondere gemäß Fig. 1 hat den besonderen Vorteil, daß die Beschriftung in dem ersten Verarbeitungsschritt komplett und ohne Unterbrechung von der Verarbeitungseinheit VE in die entsprechenden Grundelemente aufgeteilt und geschlossen im Zwischenspeicher hinterlegt wird. In dem sich daran anschließenden zweiten Verarbeitungsschritt werden diese Grundelemente sukzessive hintereinander aus dem Zwischenspeicher entnommen, mittels kleinster Schreibschritte interpoliert und diese zur Ansteuerung des Schreibkopfes, d. h. zur eigentlichen Erzeugung des gewünschten Schriftbildes zeit­ koordiniert ausgegeben. Es hat sich gezeigt, daß aufgrund der erfindungsgemäßen strengen Trennung in die Vorverarbeitung der kompletten Beschriftung während des ersten Verarbeitungsschrit­ tes und in die sich anschließende Interpolation und Ausgabe der kompletten vorverarbeiteten Grundelemente während des zweiten Verarbeitungsschrittes im Gegensatz zu der Aufbereitung, Inter­ polation und Ausgabe von Einzelzeichen eine reduzierte Gesamt­ beschriftungszeit ergibt.

Die Gesamtbeschriftungszeit kann gemäß der Erfindung im soge­ nannten Folgebeschriftungsbetrieb, d. h. bei der Serienbeschrif­ tung einer Vielzahl von bevorzugt gleichartigen Flächen mit jeweils nur partiell veränderten Beschriftungsinhalten, weiter reduziert werden. Dabei werden pro Duplikat von der Verarbei­ tungseinheit nur die Grundelemente des jeweils veränderten Beschriftungsteiles erneut bestimmt und im Zwischenspeicher aktualisiert, während dessen übriger Inhalt unverändert bleibt. Schließlich kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die Ge­ samtbeschriftungszeit weiter reduziert werden, wenn im soge­ nannten Dauerbeschriftungsbetrieb, d. h. bei der Serienbeschrif­ tung von bevorzugt gleichartigen Flächen mit jeweils unverän­ derten Beschriftungsinhalten, die Grundelemente von der Ver­ arbeitungseinheit VE nur einmal bestimmt und unverändert im Zwischenspeicher hinterlegt werden. In einem solchen Fall setzt sich die Gesamtbeschriftungszeit aus einem einmaligen Durchlauf des ersten Verarbeitungsschrittes und einer der gewünschten Vielzahl an identischen Duplikaten entsprechenden Anzahl an zweiten Verarbeitungsschritten zusammen ("Stempelbetrieb").

Die Vorgabe der Einstellwerte für den Schreibkopf SK kann zum einen von der Verarbeitungseinheit VE direkt über die erste Datenbusleitung HB erfolgen. Gemäß einer weiteren, am Beispiel der Fig. 3 bereits dargestellten vorteilhaften Ausführungsform werden derartige Einstellwerte, welche bevorzugt aus binären Steuersignalen und/oder analogen Steuerparametern bestehen, von der Verarbeitungseinheit VE im ersten Verarbeitungsschritt ebenfalls im Zwischenspeicher SP vorübergehend hinterlegt. Auf diese Weise ist es möglich, bestimmte Schreibkopfeinstellwerte einem bzw. einer Gruppe von Grundelementen zuzuordnen und somit während eines Beschriftungsvorganges Veränderungen der Einstell­ werte vorzunehmen. Auf diese Weise ist es möglich, Teile der Gesamtbeschriftung mit insbesondere in der Linienstärke verän­ dertem Beschriftungsbild zu erzeugen.

Der gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zusätz­ lich vorhandene und zur unmittelbaren Ansteuerung des Schreib­ kopfes dienende Prozeßsignalumformer PSU enthält gemäß der Darstellung von Fig. 5 bevorzugt einen ersten bzw. zweiten Digital-Analog-Umsetzer DAU 1, DAU 2 und eine Digital-Ausgabe DA. Dabei dient der erste Umsetzer DAU 1 zur Konvertierung der klein­ sten Schreibschritte für die Schreibkopfpositionierung, der zweite Umsetzer DAU 2 zur Konvertierung analoger Steuerparameter und die Digital-Ausgabe DA zur Weitergabe binärer Steuersignale zur Schreibkopfeinstellung.

In der Regel verfügt der Schreibkopf über mindestens einen Schrittmotor, mit dessen Hilfe entweder der Schreibkopf selbst oder das davon ausgehende Schreibmedium, z. B. der Laserstrahl, auf der zu beschriftenden Oberfläche positioniert wird. Dieser führt in Reaktion auf Ansteuerimpulse kleinste Verfahrwege innerhalb einer annähernd konstanten Reaktionszeit durch. Da insbesondere bei Schreibmedien, welche die Beschriftung durch Materialveränderung hervorrufen, die Einbrenntiefe von der mittleren Verweilzeit an einer bestimmten Stelle der Oberfläche abhängig ist, werden gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die kleinsten Schreibschritte an den Schrittmotor derart zeitkoordiniert getaktet ausgegeben, daß sich zur Erzie­ lung einer gewünschten mittleren Strichstärke eine entsprechende mittlere Verfahrgeschwindigkeit des Beschriftungsmediums über die zu beschriftende Oberfläche einstellt.

In der Fig. 4 ist das Blockschaltbild einer weiteren vorteil­ haften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung dargestellt. Im Vergleich zu der Vorrichtung von Fig. 1 ver­ fügt diese insbesondere über eine zusätzliche Verarbeitungs­ einheit VEZ, welche über einen weiteren Anschlußbus HB 3 an die erste Datenbusleitung HB angeschlossen ist. Mit einer der­ artigen Vorrichtung ist eine weitere Senkung der Gesamtbeschrif­ tungszeit aufgrund des Parallelbetriebes der Verarbeitungsein­ heit VE und der zusätzlichen Verarbeitungseinheit VEZ möglich. Während die erste Verarbeitungseinheit die Beschriftung abhängig von vorgegebenen Beschriftungsparametern in Grundelemente auf­ teilt und diese im Zwischenspeicher hinterlegt, kann die zu­ sätzliche Verarbeitungseinheit VEZ parallel dazu aus dem Zwi­ schenspeicher entnommene Grundelemente mittels der kleinsten Schreibschritte interpolieren und diese zeitkoordiniert ausge­ ben. Die Vorrichtung verfügt zudem über Mittel zur Koordinierung des Betriebes der Verarbeitungseinheiten VE, VEZ. Diese verhin­ dern bei starken und andauernden Unterschieden in der für die Bearbeitung einer Beschriftung innerhalb der Verarbeitungsein­ heit VE und der zusätzlichen Verarbeitungseinheit VEZ benötigten Verarbeitungszeiten ein Leer- bzw. Überlaufen des Zwischenspei­ chers SP.

Mit einer derartigen Vorrichtung werden minimale Beschriftungs­ zeiten erreicht, da aufgrund des Parallelbetriebs der beiden Verarbeitungseinheiten und deren freien Zugriff auf den als Datenpuffer dienenden Zwischenspeicher SP ein optimaler Aus­ gleich von vorübergehenden Abweichungen der Bearbeitungszeiten in den Verarbeitungseinheiten möglich ist. Ist z. B. aufgrund einer komplizierten Teilbeschriftung, etwa bei einem Sonder­ zeichen, oder aufgrund einer aufwendigen Schriftform bzw. großen Strichstärke die Zykluszeit zur Entnahme der Grundelemente aus dem Zwischenspeicher, deren Interpolation und deren zeitkoordi­ nierter Ausgabe vorübergehend herabgesetzt, so kann dennoch die Verarbeitungseinheit VE die Beschriftung unbehindert weiterhin in Grundelemente aufteilen und diese im Zwischenspeicher vorüber­ gehend hinterlegen. Umgekehrt kann auch in einem Fall, bei dem die Aufteilung insbesondere von Sonderzeichen in Grundelemente vorübergehend eine erhöhte Rechenzeit benötigt, und dies eine Verlangsamung der Hinterlegung ermittelter Grundelemente in den Zwischenspeicher zur Folge hat, die zusätzliche Verarbeitungs­ einheit VEZ unbehindert Grundelemente aus dem Zwischenspeicher entnehmen, diese interpolieren und zeitkoordiniert ausgeben.

In einer weiteren, in der Fig. 4 bereits dargestellten Ausfüh­ rung der zweiten Ausführungsform der Steuerungsvorrichtung ist eine zweite Datenbusleitung IB zwischen der Verarbeitungseinheit VE und dem Zwischenspeicher SP vorhanden, welche bevorzugt aus­ schließlich zur Übertragung der von der Verarbeitungseinheit VE gebildeten Grundelemente in den Zwischenspeicher SP dient. Mit dieser Maßnahme kann der Parallelbetrieb der Verarbeitungsein­ heiten VE, VEZ weiter verbessert und die Gesamtbeschriftungszeit reduziert werden. Wie bereits anhand von Fig. 1 beschrieben wor­ den ist, können Werte zur Einstellung des Schreibkopfes, insbe­ sondere analoge Steuerparameter und digitale Steuersignale, von der Verarbeitungseinheit VE über den Datenbus HB 1, HB direkt an den Schreibkopf SK ausgegeben werden. Sie können auch gemeinsam mit einem bzw. einer Gruppe von dazugehörigen Grundelementen vorübergehend im Zwischenspeicher SP hinterlegt. In diesem Fall muß die Verarbeitungseinheit VE nicht unbedingt mittels des Anschlußbusses HB 1 mit der ersten Datenbusleitung HB verbunden sein. Diese verbindet dann insbesondere über die Anschlußbusse HB 2, HB 3 dann ausschließlich den Zwischenspeicher SP, die zu­ sätzliche Verarbeitungseinheit VEZ und den Schreibkopf SK mit­ einander. Die Leitung HB steht somit hauptsächlich der zusätz­ lichen Verarbeitungseinheit VEZ zur Entnahme einzelner Grund­ elemente aus dem Zwischenspeicher und nach deren Interpolation zur zeitkoordinierten Ausgabe der Schreibschritte an den Schreib­ kopf SK zur Verfügung.

Der Zwischenspeicher SP in der Ausführungsform von Fig. 4 ist bevorzugt als dynamischer Umlaufpuffer mit einer Zeigersteue­ rung als Mittel zur Koordinierung des Betriebes der beiden Ver­ arbeitungseinheiten VE, VER ausgeführt. Die Zeigersteuerung enthält einen von der Verarbeitungseinheit VE gesteuerten Schreibzeiger, welcher insbesondere zur Markierung von dem Speicherbereich dient, welcher noch zur Hinterlegung von Grund­ elementen zur Verfügung steht. Die Zeigersteuerung enthält wei­ terhin einen von der zusätzlichen Verarbeitungseinheit VER ge­ steuerten Lesezeiger, der den Speicherbereich markiert, welcher von der ersten Verarbeitungseinheit mit neuen Grundelementen bei Bedarf gefüllt werden kann. Die Zeigersteuerung verhindert des­ weiteren bei Gefahr des Leer- bzw. Überlaufens des Zwischen­ speichers vorübergehend den weiteren lesenden bzw. schreibenden Zugriff der entsprechenden Verarbeitungseinheit.

Bei der Vorrichtung von Fig. 4 sind der anhand der Vorrichtung von Fig. 1 bereits beschriebene sogenannte "Folgebeschriftungs­ betrieb" und der "Dauerbeschriftungsbetrieb" in der gleichen Weise möglich, wodurch die Gesamtbeschriftungszeit bei Serien­ beschriftungen von bevorzugt leichartigen Flächen mit jeweils nur partiell verändertem Beschriftungsinhalt bzw. unverändertem Beschriftungsinhalt weiter reduziert werden kann.

Die insbesondere anhand der Fig. 1 und 4 beschriebenen Ausfüh­ rungsformen der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind be­ sonders vorteilhaft bei Schreibköpfen zu verwenden, bei denen die Beschriftung direkt durch Materialveränderung, z. B. durch Einbrennen, auf der jeweiligen Oberfläche mittels eines Laser­ strahles hervorgerufen wird. Das dabei erzeugte Einbrennbild ist abhängig von dem zu beschriftenden Material, z. B. Metall bzw. Kunststoff, und der mittleren Verfahrgeschwindigkeit des Strah­ les. So ist zum einen bei der Beschriftung von Kunststoffober­ flächen eine größere Verfahrgeschwindigkeit notwendig als bei metallischen Oberflächen. Zum anderen treten insbesondere bei der Beschriftung von metallischen Oberflächen abhängig vom gewünschten Schriftbild unter Umständen starke Schwankungen in der Beschriftungszeit während des Aufbringens von Teilbeschrif­ tungszügen auf, da insbesondere zur Erzeugung einer hohen Schriftbreite die Verfahrgeschwindigkeit des Strahles unter Umständen erheblich reduziert werden muß. Derartige beschrif­ tungsteilabhängige Schwankungen in der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahles treten auch bei der Beschriftung von Kunst­ stoffoberflächen auf, da aufgrund der leichteren Verbrennbarkeit die Verfahrgeschwindigkeit des Strahles zur Erzeugung von dünnen Strichstärken unter Umständen vorübergehend erheblich vergrößert werden muß. So ist insbesondere die in der Fig. 4 dargestellte und aus den beiden parallel arbeitenden Verarbeitungseinheiten VE, VEZ bestehende Ausführungsform der Erfindung besonders ge­ eignet, auch bei material- und beschriftungsabhängig schwanken­ der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahles eine minimale Gesamtbeschriftungszeit zu erzeugen. Ein Ausgleich derartiger Schwankungen in der Verfahrgeschwindigkeit wird auch durch die in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermöglicht, da aufgrund der Trennung in einen ersten und zweiten Verarbeitungsschritt insbesondere die Bildung der Grundelemente und deren Hinterlegung im Zwischenspeicher nicht durch verfahrgeschwindigkeitsabhängig schwankende Zeiten zur Interpolation der Grundelemente und zur zeitkoordinierten Aus­ gabe der Schreibschritte behindert wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Schreibkopfes (SK) zum Auf­ bringen von Beschriftungen, mit

• a) einem Zwischenspeicher (SP) für Grundelemente (S 1, S 2, S 3) der Beschriftung, und
• b) einer Verarbeitungseinheit (VE), welche
  • b1) in einem ersten Verarbeitungsschritt die Beschriftung abhängig von vorgegebenen Beschriftungsparametern, ins­ besondere Form und Lage, aufteilt in Grundelemente (S 1, S 2, S 3), insbesondere Stecken und Kreisbögen, und diese im Zwischenspeicher (SP) hinterlegt, und
  • b2) in einem zweiten Verarbeitungsschritt die Grundelemen­ te aus dem Zwischenspeicher (SP) entnimmt, diese mittels kleinster Schreibschritte (SXn, SYn) mit vorgegebener Richtung, insbesondere in einem rechtwinkeligen Koordi­ natensystem, interpoliert und zeitkoordiniert an den Schreibkopf (SK) ausgibt.

2. Vorrichtung zur Steuerung eines Schreibkopfes (SK) zum Auf­ bringen von Beschriftungen, mit

• a) einem Zwischenspeicher (SP) für Grundelemente (S 1, S 2, S 3) der Beschriftung,
• b) einer Verarbeitungseinheit (VE), welche die Beschriftung ab­ hängig von vorgegebenen Beschriftungsparametern, insbeson­ dere Form und Lage, aufteilt in Grundelemente (S 1, S 2, S 3), insbesondere Strecken und Kreisbögen, und diese im Zwischen­ speicher (SP) hinterlegt,
• c) einer zusätzlichen Verarbeitungseinheit (VEZ), welche die Grundelemente aus dem Zwischenspeicher (SP) entnimmt, diese mittels kleinster Schreibschritte (SXn, SYn) mit vorgegebener Richtung, insbesondere in einem rechtwinkeligen Koordinaten­ system, interpoliert und zeitkoordiniert an den Schreibkopf (SK) ausgibt, und
• d) Mitteln, welche den Betrieb der Verarbeitungseinheiten (VE, VEZ) derart koordinieren, daß ein Leer- bzw. Überlaufen des Zwischenspeichers (SP) verhindert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen dynamischen Umlaufpuffer als Zwischenspeicher (SP), der eine Zeigersteuerung als Mittel zur Koordinierung des Be­ triebes der beiden Verarbeitungseinheiten (VE, VER) enthält, welche über einen von der Verarbeitungseinheit (VE) gesteuer­ ten Schreibzeiger und über einen von der zusätzlichen Verarbei­ tungseinheit (VER) gesteuerten Lesezeiger verfügt und welche bei Gefahr des Leer- bzw. Überlaufens des Zwischenspeichers vorübergehend, den weiteren Zugriff der Verarbeitungseinheiten verhindert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeich­ net durch

• a) eine erste Datenbusleitung (HB) mindestens zur Verbindung des Zwischenspeichers (SP), der weiteren Verarbeitungsein­ heit (VEZ) und des Schreibkopfes (SK), über welche
  • a1) eine weitere Verarbeitungseinheit (VEZ) die einzelnen Grundelemente (S 1, S 2, S 3) aus dem Zwischenspeicher ent­ nimmt und
  • a2) nachderen Interpolation die kleinsten Schreibschritte (SXn, SYn) an den Schreibkopf ausgibt, und
• b) eine zweite Datenbusleitung (IB) zwischen der Verarbeitungs­ einheit (VE) und dem Zwischenspeicher (SP) zur Übertragung der Grundelemente der Beschriftung.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Serien­ beschriftung bevorzugt von gleichartigen Flächen mit jeweils nur partiell veränderter Beschriftung von der Verarbeitungseinheit (VE) nur die Grundelemente (S 1, S 2, S 3) des veränderten Beschrif­ tungsteiles im Zwischenspeicher (SP) aktualisiert werden ("Folge­ beschriftungsbetrieb").

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Serienbeschriftung bevorzugt von gleichartigen Flächen mit jeweils gleicher Be­ schriftung die dazugehörigen Grundelemente von der Verarbei­ tungseinheit (VE) einmal bestimmt und unverändert im Zwischen­ speicher (SP) hinterlegt werden ("Dauerbeschriftungsbetrieb").

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Verarbeitungseinheit (VE) im Zwischenspeicher (SP) gemeinsam mit einem bzw. einer Gruppe von Grundelementen dazugehörige, von den Beschriftungsparametern abhängige Steuersignale und/oder Steuer­ parameter für den Schreibkopf hinterlegt werden.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Prozeßsignalumformer (PSU) zur Ansteuerung des Schreib­ kopfes (LSK), gekennzeichnet durch

• a) einen ersten Digital-Analog-Umsetzer (DAU 1) für die klein­ sten Schreibschritte,
• b) einen zweiten Digital-Analog-Umsetzer (DAU 2) für Steuer­ parameter, und
• c) eine Digital-Ausgabe (DA) für Steuersignale.

9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schreibkopf, der zur Erzeugung der kleinsten Schreib­ schritte über mindestens einen Schrittmotor mit annähernd kon­ stanter Reaktionszeit verfügt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kleinsten Schreibschritte derart zeitkoordiniert ausgegeben werden, daß sich zur Erzeugung einer von den Beschriftungsparametern abhängigen, mittleren Strich­ stärke eine entsprechende mittlere Verfahrgeschwindigkeit er­ gibt.

10. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Schreibkopf zur direkten Beschriftung durch Einbrennen mittels Laserstrahlung.