DE1588412B2 - Lichtzeicheneinrichtung mit einer drehbar gelagerten objektscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtzeicheneinrichtung mit einer drehbar gelagerten Objektscheibe, deren kreisförmig angeordnete Objekte (Symbole, Punkte) mittels einer per Programm (Lagesollwerte) gesteuerten Positioniereinrichtung in den Strahlengang eines optischen Systems gebracht und auf einer lichtempfindlichen Zeichenunterlage abgebildet werden.

Durch den Aufsatz »Numerische Steuerung und Messung bei Koordinatographen« aus AEG-Mitteilungen 54 (1964) 5/6, Seiten 376 bis 381, ist es bekannt, das Schreibwerkzeug eines Koordinatographen mittels einer numerischen Steuereinrichtung in zwei rechtwinklig zueinander liegenden Richtungen zu verfahren. Die Zeichenunterlage ist geeignetes Papier, und als Schreibwerkzeug wird ein Schreiber mit Tusche verwendet, dessen Aufsetzen und Abheben von der Zeichenunterlage die numerische Steuereinrichtung bewirkt.

Der Literaturstelle ist weiter zu entnehmen, daß numerisch gesteuerte Koordinatographen in der Kartographie, Photogrammetric und ganz allgemein im Konstruktionswesen einsetzbar sind. Ein numerisch gesteuerter Koordinatograph ist auch mit Vorteil bei der Herstellung von Atzvorlagen für sogenannte gedruckte Schaltungen (Leiterplatten) und bei der Herstellung von umfangreichen elektrischen Schaltplänen u.dgl. verwendbar.

Bisher erfolgt die Herstellung einer Ätzvorlage für gedruckte Schaltungen in folgender Weise: Es wird für die Herstellung der gedruckten Schaltung im Ätzverfahren ein Film benötigt, der als Positiv oder Negativ die erforderlichen Leiterbahnen trägt. Zur Herstellung dieses Filmes wird geeignetes Kartonpapier verwendet, welches gegebenenfalls mit einem Raster versehen ist. Auf das Kartonpapier werden die erforderlichen Leiterbahnen, Lötaugen u.dgl. mit Tusche aufgetragen. Das Kartonpapier wird dann photographiert und gegebenenfalls vergrößert.

Zur Herstellung der zu photographierenden FiImvorlage ist es auch bekannt, die Auftragung der Leiterbahnen und Lötaugen mittels Tusche zu vermeiden, indem schmale, schwarze Klebebänder und kleine runde Pflaster auf Kartqnpapier aufgeklebt werden.

ίο Beide Verfahren zur Herstellung der Filmvorlage sind recht mühselig und aufwendig an Zeit, insbesondere bei der Erstellung von Filmvorlagen für gedruckte Schaltungen mit vielen Leiterbahnen und Lötaugen. Bei der Herstellung der Filmvorlage mit

π Tusche tritt darüber hinaus noch folgendes Problem auf. Um eine einwandfreie Aufzeichnung der Leiterbahnen zu erhalten, wird ein rotierender Schreiber (mit Tusche gefüllte Röhrchenfeder) verwendet. Der Vorschub dieses Schreibers kann jedoch nicht sehr groß gewählt werden, da sich anderenfalls keine einwandfreie Aufzeichnung der Leiterbahnen ergibt (hat die Form von Zykloiden).

Die Herstellung von umfangreichen Plänen der ,* obengenannten Gebiete, bei denen eine Vielzahl von Symbolen zur Anwendung kommt, mittels eines numerisch gesteuerten Koordinatographen erfordert' für die Programmierung dieser Symbole und die Zeichnung dieser Symbole durch das Schreibgerät des Koordinatographen viel Zeit.

Es ist ein optischer Belichtungskopf bekannt, der in Verbindung mit lichtempfindlichem Papier arbeitet. Der Belichtungskopf hat ein Magazin, das zur Aufnahme einer Anzahl von Symbolen dient, die auf das lichtempfindliche Papier projiziert werden. Der Belichtungskopf soll insbesondere in Verbindung mit der Herstellung von gedruckten Schaltungen Verwendung finden. Bei diesem Belichtungskopf muß dessen Magazin entsprechend der gerade vorliegenden Aufgabe immer wieder neu mit der notwendigen Anzahl von Symbolen geladen werden. Hierbei sind falsche Ladungen des Magazins nicht ausgeschlossen. Darüber hinaus erfordert das Laden des Magazins eine beträchtliche Zeit.

Es ist ferner eine Lichtzeicheneinrichtung mit einer ,

Ringscheibe bekannt, die als Träger der einzelnen Ob- ' jekte dient (Niederländische Patentanmeldung 6,406,375). Der Träger kann nicht aus dem eigentlichen Zeichenkopf entfernt werden. Es können lediglich die einzelnen Objekte auf dem Träger ausgewechseit werden. Für das Auswechseln sind Einsetz- und ^; .Justierarbeiten erforderlich. Die Einbringung der Objekte in den Strahlengang des optischen Systems erfolgt von Hand.

Es ist auch eine Schreibmaschine mit Schrifterzeugung auf photoelektrischem Wege bekannt (Deutsche Patentschrift 922,714), bei welcher eine Positioniereinrichtung eine Typenscheibe steuert. Diese Typenscheibe ist nicht auswechselbar.

Schließlich ist auch eine Zeichenschablone in Scheibenform bekannt (Französische Patentschrift 545,182), wobei die Scheibe Symbolen entsprechende Ausstanzungen aufweist. Die Symbole sind beispielsweise Buchstaben, wobei die Ausstanzungen der Füh- I rung eines Schreibwerkzeuges dienen, welches von einer Person mit der Hand geführt wird. Die Scheibe ' ist auf ein Lineal aufgesetzt und kann über einen Mechanismus in Richtung des Lineals bewegt werden. Die Zeichenschablone ist auswechselbar. Sie dient :

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dazu, aus nacheinander von Hand gezeichneten Buch- Welle eines Stellmotors 19 verbunden, der von dem

stäben Wörter auf einer Zeichenunterlage zu erstel- Vergleichsglied 23 der dem Koordinatographen zu-

len. geordneten numerischen Steuereinrichtung 5 gesteuert

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine wird.

Lichtzeicheneinrichtung mit einem großen Objektvor- 5 Dem Objektspeicher 6 ist eine von der numerirat zu schaffen, wobei ein einfacher und schneller Zu- sehen Steuereinrichtung 5 gesteuerte Lichtquelle 20 griff zu den Objekten möglich sein soll, ohne daß zugeordnet, deren Licht beispielsweise über ein Umfalsche Objekte in den Strahlengang gelangen kön- lenkprisma 21 auf den Objektspeicher 6 fällt. Das genen. ^rade beleuchtete Objekt (Transistor) wird über eine

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ίο Optik 22 auf die lichtempfindliche Zeichenunterlage 4

löst, daß die Scheibenlagerung derart ausgebildet ist, übertragen.

daß die Objektscheibe gegen andere Objektscheiben Der Wechsel der Objekte erfolgt in Abhängigkeit auswechselbar ist und daß zur Verhinderung der Ab- von der Positionierung des Objektspeichers 6.
bildung von unrichtigen Objekten auf der Zeichenun- Die Scheibe 6 ist mit einer Kodierung 26 versehen, terlage durch falsches Einlegen von Objektscheiben in " welche aus drei Ringspuren besteht, die von außen die Lichtzeicheneinrichtung die Objektscheiben eine nach innen die Wertigkeit 2°, 2\ 2² haben. Je nach Kennzeichnung tragen, die bei der Positionierung der Ausbildung der Spur (lichtdurchlässig oder -undurch-Objektscheibe mit einer im Programm enthaltenen lässig) ergeben sich digitale Signalkombinationen von Kennzeichnung verglichen wird und nur bei Überein- 000 bis LLL (0 bis 7). Mit drei Spuren können bestimmung dieser Kennzeichnungen der Programmab- 20 reits acht Scheiben 6 eindeutig bezeichnet werden, lauf erfolgt. Die Spuren 26 werden von einer Lichtquelle 27 be-

Eine zweckdienliche Weiterbildung des Erfindungs- leuchtet und von einer photoelektrischen Abtasteingegenstandes ist dem Unteranspruch zu entnehmen. richtung 28 abgetastet. Deren digitale Ausgangssig-

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung nale werden über Leitung 29 den Signalen des Abta-

schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles 25 sters 17 hinzuaddiert.

näher erläutert. Hierbei ist ein optischer Belichtungs- Nachstehend wird die Wirkungsweise des Schreibkopf zugrunde gelegt. Die Erfindung ist jedoch nicht gerätes 1 näher erläutert,
auf derartige Köpfe beschränkt. Es ist angestrebt, das Schreibgerät 1 möglichst

Vom Koordinatographen ist nur das Schreibgerät klein zu halten. Der Objektspeicher 6 sollte keinen 1 und der Koordinatentisch 2 mit seiner Aufspan- 30 größeren Durchmesser als etwa 5 cm haben. In dienungsfläche 3 für eine Zeichenunterlage 4 schema- sem Fall sind etwa 64 Symbole auf dem Objektspeitisch dargestellt. Die genauere Ausbildung des Koor- eher 6 unterzubringen. Entsprechend muß der Objektdinatentisches und die Führung des Schreibgerätes ist speicher 64 Winkelstellungen einnehmen können. Das der obengenannten Literaturstelle (Bild 4) zu entneh- Sternrad 10 hat dann 64 Rastlücken. Die Drehung men. 35 des Objektspeichers in eine der 64 Positionen erfolgt

Das über der Aufspannungsfläche 3 verfahrbare durch die aus Stellmotor 19, Sternrad 10, Rastwerk und von einer schematisch dargestellten numerischen H und Kodescheibe 16 mit Abtaster 17 bestehende Steuereinrichtung 5 in seiner Lage positionierbare Positioniereinrichtung. Die numerische Steuereinrich-Schreibgerät 1 besteht aus einem in einem Gehäuse tung 5 gibt für die Positionierung des Objektspeichers la angeordneten Objektspeicher 6, der vorteilhaft als -Ό 6 digitale Lagesollwerte X_s an das digitale Vergleichstransparente Scheibe ausgebildet ist, die in Nähe des glied 23 aus, welches die Lagesollwerte X_s mit den Randes mit einer Vielzahl von Symbolen 7 versehen Lage-Istwerten X₁ (Lagerückmeldesignale des Abtaist. Im vorliegenden Fall sind als Objekte Punkte und sters 17) vergleicht. Durch das am Ausgang des Verkurze Striche verschiedener Stärke, Buchstaben, Zif- gleichsgliedes 23 auftretende Fehlersignal X_w erhält fern und Schaltzeichen der Elektrotechnik gewählt. 45 der Stellmotor 19 Spannung, und der Elektromagnet

Der Objektspeicher 6 ist in nicht weiter dargestell- 14 wird erregt. Der Hebel 12 des Rastwerkes Il ter Weise lösbar an einem Flansch 8 einer Welle 9 ^wird dadurch an den Magneten 14 gezogen, so daß befestigt und gegen andere Speicher 6 mit anderen das Sternrad 10 freigegeben ist und dieses, der Ob-Objekten auswechselbar. Wie nicht weiter dargestellt, jektspeicher 6 und die Kodescheibe 16 sich solange hat das Schreibgerätegehäuse la eine Öffnung zum 50 in einer Richtung drehen, bis Koinzidenz zwischen Einführen der Objektspeicher. Die Welle 9 trägt ein dem Lagesoll- und -istwert X„ X₁ besteht. Der Stell-Sternrad 10, das an seinem Umfang der Zahl der Ob- motor 19 wird dadurch abgeschaltet und der Elektrojekte 7 entsprechende Lücken hat. Das Sternrad 10 magnet 14 entregt. Der Hebel 12 schwenkt zurück, arbeitet mit einem Rastwerk 11 zusammen, das aus und dessen Kugel 13 rastet in die ihm gerade gegeneinem einseitig gelagerten Hebel 12 mit einer Rastku- 55 überstehende Lücke des Sternrades 10 ein.
gel 13 und einem diesem zugeordneten Elektromagne- Der Objektspeicher 6 wird also bis zu einer beten 14 besteht. Die Welle 9 trägt ferner eine von stimmten Winkelstellung durch die numerische Steuereiner Lichtquelle 15 durchleuchtete Kodescheibe 16, einrichtung 5 positioniert, und das genaue Einfahren deren Kode von einer photoelektrischen Einrichtung in die vorgegebene Stellung erfolgt durch das Rast-17 abgetastet wird. Vom Ausgang der Abtasteinrich- 60 werk 11 und das Sternrad 10. Die numerische Steuertung 17 werden einem Vergleichsglied 23 der numeri- einrichtung 5 gibt über die Leitung 24 an die dem sehen Steuereinrichtung 5 Lagerückmeldesignale des Objektspeicher 6 zugeordnete Lichtquelle 20 Steuersi-Objektspeichers 6 zugeführt. Die Kodescheibe 16 gnale aus, die eine Hell-Dunkel-Steuerung derselben bekann eingespart werden, wenn hierfür gleich das wirken.

Sternrad 10 oder auch die Objektscheibe 6 herangezo- 65 Zur Herstellung der jeweiligen Zeichnung auf der

gen wird. Anstelle der photoelektrischen Abtastung Unterlage 4 wird das numerische Programm der

kann eine Bürstenabtastung verwendet werden. Steuereinrichtung 5 beispielsweise über einen Loch-

Die Welle 9 ist über eine Schnurrolle 18 mit der streifen 25 eingegeben.

Antriebs- und Positioniermittel können auch so ausgebildet sein, daß der Antrieb durch einen Schrittmotor erfolgt und daß zur Zuordnung der Position der Objekte und des Rückmeldesignals auf der Objektscheibe selbst oder auf der über Rastmittel gekuppelten Motorwelle eine Nullmarkierung vorgesehen ist, von der aus bei jeder Positionierung die in den Motor eingegebenen Steuerimpulse entsprechend dem ausgewählten Objekt gewählt werden.

Die Positionierung des Objektspeichers 6 erfolgt in diesem Falle also mittels eines Schrittmotors und einer Nullmarkierung.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung sind in einfacher Weise die unterschiedlichsten Aufgaben lösbar. Ohne irgendwelche Änderungen am Schreibgerät 1 kann beispielsweise von der Herstellung einer Ätzvorlagen-Zeichnung für Leiterbahnen auf die Herstellung von Zeichnungen für elektrische Schaltpläne, Stromlaufpläne u. dgl. übergangen werden.

Leiterbahnen werden mit dem Schreibgerät 1 durch Einstellung eines Punktes bestimmten Durchmessers am Objektspeicher 6 verwirklicht. Beim Schreibgerät wird also der Objektspeicher 6 durch seine Positioniereinrichtung und die numerische Steuereinrichtung solange verstellt, bis anstelle des Transistorsymbols beispielsweise der erste Punkt unter dem Prisma 21 steht. Mittels der numerischen Steuereinrichtung 5 wird das Schreibgerät 1 dann wie erforderlich über der lichtempfindlichen Fläche 4 verfahren, auf der der Lichtpunkt des Schreibgerätes I als Linienzug abgebildet wird. Der Tisch 2 ist mit nicht weiter dargestellten Antriebsmitteln für die Verstellung des Schreibgerätes 1 versehen.

Durch die Ausbildung des Objektspeichers 6 in transparenter Scheibenform und Ausbildung der Positioniereinrichtung als Sternrad, Rastwerk und Kodescheibe ist eine einfache, jedoch sehr genaue Positionierung erreicht.

Das bisherige Zeichnen der Symbole wie Transisto-

ren, Widerstände usw. durch das Schreibgerät entfällt vollkommen.

Die Herstellung beispielsweise eines umfangreichen elektrischen Schaltplanes geht in folgender Weise vor sich:

π Der Ort der Objekte 7 auf der Unterlage 4 wird programmiert und ebenso die Verknüpfungen der bestimmte Bauelemente darstellenden Symbole durch Linienzüge. Zweckmäßig werden erst alle Symbole 7 auf die Unterlage 4 aufgebracht und danach die die Symbole verbindenden Linienzüge. Wie bereits oben erwähnt, wird der Objektspeicher 6 hierfür auf einen lichtdurchlässigen Punkt bestimmten Durchmessers eingestellt und der auf der Unterlage 4 entstehende Lichtpunkt wie erforderlich durch Verstellen des Schreibgerätes verfahren.

Die numerische Steuereinrichtung 5 positioniert nur noch das Schreibgerät (welches erforderlichenfalls damit gleich Linienzüge erzeugt) und gibt Objektnummern für das Schreibgerät 1 aus, in welchem das Unterprogramm (Objekte) gespeichert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lichtzeicheneinrichtung mit einer drehbar gelagerten Objektscheibe, deren kreisförmig angeordnete Objekte (Symbole, Punkte) mittels einer per Programm (Lagesollwerte) gesteuerten Positioniereinrichtung in den Strahlengang eines optischen Systems gebracht und auf einer lichtempfindlichen Zeichenunterlage abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenlagerung derart ausgebildet ist, daß die Objektscheibe (6) gegen andere Objektscheiben auswechselbar ist und daß zur Verhinderung der Abbildung von unrichtigen Objekten (7) auf der Zeichenunterlage (4) durch falsches Einlegen von Objektscheiben in die Lichtzeicheneinrichtung die Objektscheiben eine Kennzeichnung (26) tragen, die bei der Positionierung der Objektscheibe mit einer im Programm enthaltenen Kennzeichnung verglichen wird und nur bei Übereinstimmung dieser Kennzeichnungen der Programmablauf erfolgt.

2. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kopf angeordnete Positioniereinrichtung aus mit dem Symbolspeicher (6) gekuppelten Antriebsmitteln (19), Lagerückmeldemitteln (16, 17) und Rastmitteln (10 ... 14) besteht.