CN107304499B - 用于在工件的放置面上规定位置标记的标记装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在工件的放置面(17)上规定位置标记(16)的标记装置(1)，包括：驱动装置(3)，用于使标记发光件(4)摆动；标记发光件(4)，用于产生光记号；和传动装置(5)，用于将驱动装置(3)的旋转运动转换成标记发光件(4)的摆动运动，所述驱动装置(3)通过传动装置(5)与标记发光件(4)以下述方式作用连接，使得所引起的位置标记(16)在放置面(17)上的运动以偏差小于10％的方式与驱动装置(3)的旋转运动的转角线性相关。
Description
技术领域
本发明涉及一种标记装置、具有标记装置的缝纫设备和用于校准标记装置的方法。
背景技术
标记装置由DE 10 2007 019 944 A1、DE 10 2007 019 945 A1、DE 10 2007 020161 A1、DE 10 2007 041 085 A1、JP 2008 188 148 A、JP 2002 336 568 A、JP 09 024172 A、US 3,766,870和US 2013/0139739 A1已知。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种标记装置，该标记装置旨在对于在工件的放置面上的标记位置的规定进行改进和简化。
所述目的通过根据权利要求1所述的标记装置来实现。
根据本发明，传动装置被设置用于将驱动装置的旋转运动转换成标记发光件的摆动运动。所述驱动装置通过传动装置与标记发光件以下述方式作用连接，使得所引起的标记的运动以偏差小于10％、尤其小于8％、尤其小于4％、尤其小于1％的方式与驱动装置的旋转运动的转角线性相关。这种布置尤其可以使得，所引起的位置标记的运动的两个角函数分量几乎完全抵消，从而保留线性分量。由此以良好近似的方式实现了在所引起的位置标记或者说光标记的运动与驱动装置的旋转运动之间的线性关系。对于不满足小角度近似方式——其中即角的正弦或正切在弧度中不能再通过角本身来替代——的摆动角也是如此。所引起的位置标记在放置面上的运动、即在驱动装置枢转时位置标记经过的路程以小于10％的偏差与驱动装置的旋转运动的转角的线性相关性尤其在转角大于10°以及在标记发光件的摆动角大于10°、尤其大于15°、大于20°、大于25°或大于30°时仍得到满足。由于在所引起的光记号的运动和驱动装置的旋转运动之间的线性关系，可以利用驱动装置的旋转运动的给定的位置分辨率在规定位置标记的方位时实现有利的高位置分辨率。在光记号倾斜地射到放置面上时，传动装置转换使得：驱动装置的给定的转角仅导致光记号到放置面上的入射角的较小的角度变化。相反在光记号陡峭地且特别是实际上垂直地入射到放置面上时，驱动装置的相同的旋转运动导致了标记发光件的摆动角度的较大的变化。由于较小的线性偏差可以省略由使用者对位置标记或者说光标记进行校正。特别是不需要操纵位移按键以校正在位置标记或者说光标记的理论位置和实际位置之间的偏移量。不需要校正程序。
有利地，驱动装置设计成同步电机、特别是步进电机、例如半步进电机。
有利地，标记发光件设计成激光器。
优选地，标记装置应用在缝纫设备中，其中工件是缝纫材料。
在根据权利要求2所述的标记装置中，提供了一种结构简单的传动装置。设置恰好一个耦联元件，所述耦联元件使驱动装置的旋转运动与标记发光件的摆动运动相关联。有利地，耦联元件设计成铰链式移动臂。在一种有利的实施方式中，移动臂可伸缩地构成。替选地或附加地，标记发光件的支座在那里——在此耦联元件可以铰接在标记发光件上——可伸缩地构成。这种伸缩的实施方式避免了传动装置的运动学协调。
在根据权利要求3所述的标记装置中，提供了标记发光件的结构有利的实施方式。通过引导区域避免了传动装置的运动学协调。有利地，在标记发光件的引导区域中线性地引导传动装置的区段或部分。
根据权利要求4所述的标记装置提供了在驱动装置和标记发光件之间的结构有利的连接。有利地，耦联元件利用其一个端部固定地与驱动单元的驱动轴连接并且利用其对置的端部可运动地、尤其可线性运动地支承在标记发光件的引导区域中。有利地，耦联元件在标记发光件的引导区域中的端部执行线性运动。
根据权利要求5所述的标记装置提供了一种结构有利的耦联元件。有利地，突出引导部件以旋转的方式支承在耦联元件上并且以滑动的方式支承在标记发光件的引导区域中。
在根据权利要求6所述的标记装置中，确保了在放置面上特别精确地规定位置标记。
在根据权利要求7所述的标记装置中，提供了：特别有利地输入至少一个辅助位置和/或要标记的位置。有利地，输入模块具有触控的操控系统。由此确保了特别有利的输入。
有利地，输入模块具有显示装置，其形式为显示器、尤其触敏的显示器。由此可以选出多个操控和选择菜单，用于选择至少一个控制指令。
在根据权利要求8所述的标记装置中，提供了标记装置的一种特别优选的实施方式。特别是，在摆动轴线和驱动轴轴线之间的距离在标记发光件摆动运动期间是恒定的。标记发光件的保持单元可以设计成标记装置的传动装置的杆臂。耦联元件可以设计成传动装置的另一个杆臂。
优选地，驱动轴轴线由驱动装置、特别是旋转驱动装置、特别是步进电机来驱动。
在根据权利要求9所述的标记装置中，进一步改进标记装置的特别优选的实施方式。在其中摆动轴线、驱动轴轴线和耦联轴线沿竖直方向齐平地叠置的瞬时位置下，在驱动轴轴线和耦联轴线之间的距离大致为在耦联轴线和摆动轴线之间的距离的一半、尤其最大50％、最大45％或最大40％。
本发明的另一个目的在于，提供一种具有标记装置的缝纫设备。
所述目的通过权力要求10的特征来实现。
根据本发明已经认识到，可以改进：用于缝纫材料的位置标记的规定。
有利地，标记装置以下述方式布置在缝纫设备中，位置标记可以在放置面上规定并且不妨碍看到缝纫材料。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于校准标记装置的方法。
所述目的通过根据权利要求11所述的方法来实现。
根据本发明已经认识到，通过校准标记装置可以改进在工件的放置面上的位置标记的位置规定。从而可以校正在驱动装置的旋转运动量与所引起的位置标记在放置面上的位置运动之间的线性关系的剩余偏差(Restabweichung)。不需要由使用者施加其它措施用于校正位置标记。尤其不需要，确定位移量和与位移量相关地操控驱动装置。
在根据权利要求12所述的方法中，提供了辅助位置的特别有利的布置。为了进一步改进位置标记在工件的放置面上的方位规定，可以设置三个以上、尤其五个以上、尤其十个以上的辅助位置。
附图说明
下面借助图1至7详细阐述本发明的实施例。其中示出了：
图1示出了标记装置的正视图，
图2示出了根据图1的标记装置的侧视图，
图3示出了根据图1的标记装置的输入模块的示意图，
图4以类似于图1的视图示出了标记装置在第一辅助位置处的瞬时位置，
图5以图1的类似视图示出了标记装置在第二辅助位置处的瞬时位置，
图6以图1的类似视图示出了标记装置在第三辅助位置处的瞬时状态，和
图7以图1的类似视图示出了标记装置在第一和第三辅助位置之间的位置标记处的瞬时位置。
具体实施方式
下面借助图1和图2详细阐述标记装置的实施例。标记装置1通过示意性示出的固定销2固定在未示出的设备、特别是缝纫设备中。标记装置1包括驱动装置3、标记发光件4和传动装置5。驱动装置3能松开地连接在固定基座6上。有利地，能松开的连接设计成螺纹连接。驱动装置3具有突出的驱动轴7。驱动轴7与传动装置5连接，其中传动装置5在示出的实施例中设计成耦联元件，其形式为移动臂8。通过移动臂8使得驱动装置3与标记发光件4连接。
标记发光件4包括保持单元9和辐射单元10。保持单元9通过转动铰链11固定在固定基座6上。旋转轴线——下面称为摆动轴线——穿过转动铰链11延伸，标记发光件4可以围绕所述旋转轴线转动。辐射单元10有利地设计成激光器。辐射单元10布置在保持单元9的接纳区域12中。根据标记装置1的应用，辐射单元10能以可松开或不可松开的方式固定在接纳区域12中。
相邻于接纳区域12设置引导区域13。在引导区域13中可线性移动地支承移动臂8的端部。为此设置突出引导部件14。突出引导部件14以旋转的方式支承在移动臂8的端部上并且以滑动的方式支承在引导区域13中。为此，引导区域13包括引导轨13a，该引导轨与保持单元9的基体固定螺纹连接。在轨13a和保持单元9的基体的对置的配对面之间构成引导区域13，其形式为一侧敞开的、用于突出引导部件14的线性引导结构。
在示出的实施例中，移动臂8的端部与驱动轴7固定连接，从而在这个端部上提供了转动铰链15。另一个旋转轴线——下面称为驱动轴轴线——穿过转动铰链15延伸，移动臂8可以围绕所述旋转轴线转动。两个转动铰链11、15的旋转轴线彼此间隔开。摆动轴线沿竖直方向齐平地布置在驱动轴轴线之上。移动臂8的对置的端部通过突出引导部件14可线性移动地支承在引导区域13中。耦联轴线穿过突出引导部件14延伸。摆动轴在耦联轴线上方与保持单元9铰接。在标记发光件4摆动运动期间，在摆动轴线和驱动轴轴线之间的距离保持恒定。而耦联轴线与摆动轴线并且与驱动轴轴线的距离改变。原则上满足：在驱动轴轴线和耦联轴线之间的距离小于在耦联轴线和摆动轴线之间的距离。在其中摆动轴线、耦联轴线和驱动轴轴线沿竖直方向齐平地叠置的瞬时位置中满足：在驱动轴轴线和耦联轴线之间的距离大约为在耦联轴线和摆动轴线之间的距离的一半(参见图6)，尤其满足：在驱动轴轴线和耦联轴线之间的距离最大为在耦联轴线和摆动轴线之间的距离的50％、45％或40％。
由此，驱动装置3通过移动臂8以下述方式与标记发光件4作用连接：位置标记16在放置面17上产生的运动以小于10％、尤其小于5％、特别是小于1％的偏差与驱动装置的旋转运动线性地相关。位置标记16的位置可在显示区域内自由选择。
此外设置位置传感器18，该位置传感器相邻于接纳区域12固定在固定基座6上(参见图2)。位置传感器18用于检测位置标记16或标记发光件4的位置数据。位置传感器可以设计成由现有技术已知的增量式编码器。为了确定基准位置设置基准开关19。基准开关19可以与位置传感器18共同作用。基准开关19与要规定的基准位置相关地相邻于标记发光件4布置。与在工具机上的基准位置类似地，标记装置1参考基准位置。此外，该基准位置可以处于显示区域之外。
图3示出了标记装置1的输入模块20。输入模块20具有显示装置21，其形式为显示器、特别是触敏的显示器，用于示出多个操控和选择菜单22。输入模块20与标记装置1的所选出的部件双向信号连接，例如驱动装置3、标记发光件4、位置传感器18和/或基准开关19。信号连接可以根据标记装置1的应用以线缆连接或无线的方式构成。
通过操控和选择菜单22可以输入辅助位置和/或要标记的位置的位置数据。所输入的数据由示意性示出的控制调节单元23处理。随后将接通信号传输给驱动装置3。位置传感器18的所检测的数据被传输给控制调节单元23并且利用输入的理论位置进行补偿。如果达到理论位置，则将断开信号传输给驱动装置3。
下面借助图4至图7详细描述一种用于校准标记装置1的方法。
在真正的校准之前，在接通标记装置1之后驶近基准位置。基准位置用于校验和控制标记装置1。这种基准性确保了，可以精确地描述和驶近辅助位置或者说辅助点。然后如下描述的那样驶近辅助位置24、26、27。所述辅助位置24、26、27形成了用于中间区域线性插值的基础并且用于标记发光件4的每个任意的要示出的位置的基础。
为了校准标记装置1，驶近第一辅助位置24。该辅助位置24可以通过输入模块20规定。第一辅助位置24的位置数据被存储在存储单元25中，该存储单元与控制调节单元23信号连接。然后，通过操控和选择菜单22选出第二辅助位置26。紧接着，驱动装置3以下述方式改变驱动轴7的转角：使得标记发光件4摆动，从而位置标记16在第二辅助位置26上显示。位置数据通过位置传感器18来检测并且存储在存储单元25中。然后，通过操控和选择菜单22输入第三辅助位置27，从而标记发光件4如上所述的那样操控第三辅助位置27并且将其位置数据存储在存储单元25中。最后，在第一辅助位置24和第三辅助位置27之间以及在第二辅助位置26和第三辅助位置27之间分别插值出子行程。
在校准结束之后，可以接近在显示区域、即第一和第二辅助位置24、26之间的任意值。
为了驶近辅助位置24、26、27或位置标记16，将接通信号发送给驱动装置3，从而驱动轴7转动规定的转角φ。由此移动臂8围绕转动铰链15转动了相同的转角φ。因此，突出引导部件14围绕其中心轴线转动并且同时在引导区域13中线性运动。通过突出引导部件14使标记发光件4围绕转动铰链11摆动转角φ‘，该转角φ‘由于传动装置5的作用非线性地与转角φ相关并且导致了位置标记16在放置面17上线性地与转角φ相关地平移。
换句话说，传动装置5以下述方式起作用：位置标记16在放置面17上的平移以良好近似的方式与驱动轴7的转角φ线性相关。由此实现了，在整个显示区域上转角φ的改变引起了位置标记16的近似始终不变的平移。从而位置标记16在转角φ例如从39°改变至40°时引起的平移与在转角φ例如从69°改变至70°时近似相同。
Claims (9)
1.用于在工件的放置面(17)上规定位置标记(16)的标记装置(1)，包括：
-驱动装置(3)，用于使标记发光件(4)摆动；
-具有保持单元(9)的标记发光件(4)，用于产生光记号；和
-传动装置(5)，用于将驱动装置(3)的旋转运动转换成标记发光件(4)的摆动运动，
所述驱动装置(3)通过传动装置(5)与标记发光件(4)以下述方式作用连接，使得所引起的位置标记(16)在放置面(17)上的运动以偏差小于10％的方式与驱动装置(3)的旋转运动的转角线性相关，
所述传动装置(5)具有耦联元件(8)，
所述标记发光件(4)具有引导区域(13)，用于引导传动装置(5)的区段平移，
所述耦联元件(8)在它的一个端部处以不能相对转动的方式与驱动装置(3)连接并且在对置的端部处以能运动的方式支承在标记发光件(4)的引导区域(13)中。
2.根据权利要求1所述的标记装置(1)，其特征在于，在耦联元件上布置有突出引导部件(14)，用于在标记发光件(4)的引导区域(13)中引导耦联元件的端部。
3.根据权利要求1或2所述的标记装置(1)，其特征在于，还包括位置传感器(18)，用于检测位置标记(16)和/或标记发光件(4)的位置数据。
4.根据权利要求1或2所述的标记装置(1)，其特征在于，还包括输入模块(20)，用于输入至少一个辅助位置(24、26、27)和/或位置标记。
5.根据权利要求1或2所述的标记装置，其特征在于：
-具有摆动轴线的转动铰链(11)，通过所述转动铰链使得保持单元(9)铰接在标记装置(1)的固定在框架上的部件(6)上；
-具有驱动轴轴线的另一个转动铰链(15)，通过所述另一个转动铰链使得耦联元件(8)铰接在固定在框架上的部件(6)上，
其中摆动轴线沿竖直方向齐平地布置在驱动轴轴线之上。
6.根据权利要求5所述的标记装置，其特征在于，标记发光件(4)的保持单元(9)在耦联元件(8)处在突出引导部件(14)的耦联轴线上方铰接，其中满足：在驱动轴轴线和耦联轴线之间的距离小于在耦联轴线和摆动轴线之间的距离。
7.具有根据权利要求1至6中任一项所述的标记装置(1)的缝纫设备。
8.用于校准根据权利要求1至6中任一项所述的标记装置(1)的方法，具有下述方法步骤：
-驶近第一辅助位置(24)，
-存储第一辅助位置(24)的位置数据，
-驶近第二辅助位置(26)，
-存储第二辅助位置(26)的位置数据，
-驶近第三辅助位置(27)，
-存储第三辅助位置(27)的位置数据，和
-插值得出在第一辅助位置(24)和第三辅助位置(27)之间以及在第二辅助位置(26)和第三辅助位置(27)之间的子行程。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，第一辅助位置(24)和第三辅助位置(27)处于标记发光件(4)的显示区域的外边缘上，第三辅助位置(27)居中处于第一辅助位置(24)和第三辅助位置(27)之间。
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