DE19717990B4

DE19717990B4 - System und Verfahren zum Messen des Volumens einer gravierten Fläche

Info

Publication number: DE19717990B4
Application number: DE19717990A
Authority: DE
Inventors: David R. Vandalia Seitz; Curtis Centerville Woods
Original assignee: MDC Max Daetwyler AG Bleienbach
Current assignee: Hell Gravure Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1996-05-03
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2017-04-29
Also published as: US5831746A; DE19717990A1; JP4216355B2; JPH1058633A

Abstract

Verfahren zum Kalibrieren einer Graviervorrichtung, welches folgende Schritte umfasst:
Erzeugen eines Bildes einer von der Graviervorrichtung gravierten Fläche, wobei die abgebildete gravierte Fläche mehrere Reihen von Pixeln umfasst;
Messen einer Breite jeder der Reihen von Pixeln;
Bestimmen einer Mehrzahl von Volumina unter Verwendung jeweils einer der gemessenen Breiten, wobei die Mehrzahl der Volumina einer Mehrzahl von Querschnittsvolumenschichten der gravierten Fläche entspricht, die von der Graviervorrichtung graviert wurde;
Summieren der Mehrzahl der Volumina zur Bildung eines Gesamtvolumens; und
Einstellen der Graviervorrichtung unter Verwendung des Gesamtvolumens.

Description

Diese Erfindung betrifft das Gravieren und insbesondere ein System und Verfahren zum Bestimmen eines Volumenmesswertes für eine gravierte Fläche unter Verwendung eines Bildes der gravierten Fläche.

Früher gravierte eine Graviervorrichtung eine Oberfläche eines Werkstücks, wie eines Zylinders, in Abhängigkeit von einem Graviersignal, das eine Nadel in der Graviervorrichtung hin- und herbewegte, um eine Mehrzahl von Zellen zu gravieren.

Vor dem Gravieren des Werkstücks war es nicht unüblich, dass ein Gravierkopf, der auf der Graviervorrichtung angeordnet war, durch Gravieren ausgewählter Tönungsstufen, so genannter "Testschnitte", auf dem Werkstück kalibriert wurde.

Leider führten die Verfahren zum Kalibrieren des Gravierkopfs manchmal zu Fehlern und einer falschen Kalibrierung, da die Messungen der geschnittenen Flächen nicht exakt waren, da sie nur auf der Breite oder einer theoretischen Fläche der gravierten Fläche und nicht auf dem tatsächlichen Volumen der gravierten Fläche beruhten. Zum Beispiel lehrt U.S. Patent 5.293.426 an Wouch et al. eine Messung einer morphologischen Eigenschaft jeder einzelnen Zelle in einem Testschnitt und eine anschließende Berechnung einer durchschnittlichen Dimension und eines durchschnittlichen Volumens pro Flächeneinheit der Zelle. Die Durchschnittswerte werden mit gewünschten Durchschnittswerten verglichen und der Gravierkopf wird in Übereinstimmung mit dem Ver gleich eingestellt. Die gewünschten Durchschnittswerte können angeglichen werden, um neue Tinten, Papierarten, unterschiedliche Chargen bei Tinte und Papier und den Diamantabrieb im Gravierkopf zu berücksichtigen. Das von dem Mikroprozessor berechnete Volumen, das in Wouch dargestellt ist, ist eine theoretische Berechnung, in der zum Beispiel eine herkömmliche Formel für eine Pyramide verwendet wird.

Ein Problem bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik besteht darin, dass sie kein exaktes und geeignetes Mittel bereitstellen, das einen Abrieb einer Nadel erfasst, der größer als ein annehmbares Maß ist. Für gewöhnlich wird die Nadel in einer Graviervorrichtung nach einer bestimmten Anzahl von Gebrauchsstunden getauscht, selbst wenn die Nadel nicht über annehmbare Abriebstoleranzwerte abgerieben ist. Im anderen extremen Fall wurde manchmal eine Nadel nicht vor Ablauf der Zeitspanne ausgetauscht, obwohl die Nadel über annehmbare Werte abgerieben war.

EP 0 595 324 A1 offenbart ein Verfahren zur automatischen Kalibrierung einer Graviernadel, so dass die Tiefe der gravierten Zellen einem vorgegebenen Wert entspricht. Hierzu wird ein Testmuster graviert, welches mit Hilfe eines Mikroskops vermessen wird.

DE 36 14 646 A1 offenbart ein Verfahren zur Vermessung von Vertiefungen in Oberflächen, insbesondere des Volumens von Gravurnäpfchen. Dazu wird ein Mikroskop auf verschiedene Höhenebenen der Vertiefung scharfgestellt und die sich ergebenen Bilder werden in einer Matrix digitalisiert. Die schart abgebildeten Teile der Vertiefungsoberfläche liegen in der untersuchten Höhenebene und können durch eine entsprechende Filterung identifiziert werden. Aus diesen Daten werden dann die Querschnittsflächen der untersuchten Höhenebenen gewonnen und daraus das Volumen der Vertiefung.

DE 40 40 608 A1 betrifft ein Verfahren zum Messen der Konturen eines Körpers, insbesondere eines rotierenden spangebenden Werkzeuges. Der Körper wird mit einer Kamera aufgenommen und die entsprechenden Messdaten mit einem CAD-Programm weiter verarbeitet.

Diese Vorrichtungen und Verfahren beinhalten jedoch die oben angegebenen Nachteile.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und wirkungsvolles Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Aufnahme eines Bildes einer gravierten Fläche und zur Bildung eines tatsächlichen Messwertes dieser Fläche bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 sowie den Anspruch 20 und eine Vorrichtung mit den im Anspruch 26 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Bildung eines tatsächlichen Volumenmesswerts einer gravierten Fläche.

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen zum Bestimmen einer Mehrzahl von Volumina, die einem Bild einer gravierten Fläche zugeordnet sind, wie einer gravierten Zelle oder einer Zellengruppe.

Die Erfindung stellt ein System und ein Verfahren bereit zum Aufnehmen eines einzigen Bildes einer gravierten Fläche und anschließenden Bestimmen eines Volumens der gravierten Fläche unter Verwendung des einfachen Bildes.

Ein weiterer Vorteil ist die Schaffung eines Systems und eines Verfahrens zum Erzeugen eines Profils einer Nadel, die zum Gravieren der gravierten Fläche verwendet wird.

Ein weiterer Effekt der Erfindung ist die Schaffung eines Systems und eines Verfahrens zur Verwendung eines Profils einer Nadel in Verbindung mit einem Bild einer gravierten Fläche, um einen tatsächlichen Volumenmesswert der gravierten Fläche zu bilden.

Erfindungsgemäß ermöglichen ein System und ein Verfahren ein Einstellen eines Gravierantriebssignals abhängig von dem tatsächlichen Messwert einer gravierten Fläche unter Verwendung einer Gamma-Korrektur. Ferner können Zellen mit der gewünschten Dichte graviert und gleichzeitig unerwünschte Effekte wie "Schaumstellen" beseitigt, die zum Beispiel durch die Einstellung eines Gravierantriebssignals entstehen.

Ferner wird die Alarmierung eines Bedieners ermöglicht, wenn eine Nadel über einen gewünschten Abriebswert abgerieben ist.

In einem Aspekt umfasst diese Erfindung ein Verfahren zum Einstellen einer Graviervorrichtung, welches folgende Schritte umfasst: Bestimmen einer Mehrzahl von Volumina unter Verwendung eines Bildes einer gravierten Fläche, wobei die Mehrzahl von Volumina einer Mehrzahl von Volumenschichten im Querschnitt für eine gravierte Fläche entspricht, die von der Graviervorrichtung graviert wurde; Summieren der Mehrzahl von Volumina zur Bildung eines Gesamtvolumens; und elektronisches Einstellen der Graviervorrichtung unter Verwendung des Gesamtvolumens.

In einem anderen Aspekt umfasst diese Erfindung ein Verfahren zur Verlängerung der Lebensdauer eines Schneidwerkzeugs, das in einer Graviervorrichtung verwendet wird, welches folgende Schritte umfasst: Gravieren einer Mehrzahl gravierter Flächen unter Verwendung des Schneidwerkzeugs; Bestimmen einer Form des Schneidwerkzeugs unter Verwendung der Mehrzahl gravierter Flächen; Vergleichen mindestens eines Teils der Form mit einer gewünschten Form; und Austauschen des Schneidwerkzeugs, wenn sich mindestens ein Teil der Form von der gewünschten Form in einem größeren als einem vorbestimmten Ausmaß unterscheidet.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst diese Erfindung ein Verfahren zur Bildung eines Messwertes einer gravierten Fläche, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: bildliche Darstellung der gravierten Fläche und Erzeugen eines entsprechenden Pixelbildes, wobei die gravierte Fläche eine Mehrzahl von Querschnittsschichten umfasst; Bestimmen eines Volumenmesswertes für mindestens eine der Mehrzahl von Querschnittsschichten der gravierten Fläche unter Verwendung des Pixelbildes; Wiederholen des Bestimmungsschritts für alle der Mehrzahl von Querschnittsschichten; und Summieren der Mehrzahl von Volumina zum Erhalten des Volumenmesswertes.

In einem weiteren Aspekt umfasst diese Erfindung ein Verfahren zum Gravieren eines Musters aus gravierten Flächen, die einem Bild entsprechen, das an einem Werkstück graviert werden soll, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Gravieren einer Mehrzahl von gravierten Testflächen; bildliche Darstellung von mindestens einer der gravierten Testflächen und Bilden eines Pixelbildes, das diesem entspricht, wobei die mindestens eine der gravierten Testflächen eine Mehrzahl von Querschnittsschichten umfasst; Bestimmen eines Volumenmesswertes für mindestens eine der Mehrzahl von Querschnittsschichten unter Verwendung des Pixelbildes; Wiederholen des Bestimmungsschritts für alle der Mehrzahl von Querschnittsschichten; Summieren der Mehrzahl von Volumina zum Erhalten des Volumenmesswertes; Bewegen eines Gravierkopfs in gravierenden Kontakt mit dem Werkstück; Erzeugen eines Gravierkopf-Antriebssignals, das dem Bild entspricht; Einstellen des Gravierkopf-Antriebssignals abhängig von dem Volumenmesswert, um ein eingestelltes Gravierkopf-Antriebssignal zu erhalten; und Anregen des Gravierkopfs zum Gravieren des Musters von gravierten Flächen auf dem Werkstück abhängig von dem eingestellten Gravierkopf-Antriebssignal.

In einem weiteren Aspekt umfasst diese Erfindung ein Graviersystem zum Gravieren eines Werkstücks, umfassend ein Gravierbett; einen Gravierkopf, der an dem Gravierbett angeordnet ist; einen Antrieb, der an den Gravierkopf gekoppelt ist, zum Antreiben des Gravierkopfs in Bezug auf das Werkstück, wenn das Werkstück auf dem Gravierbett angeordnet ist, um das Werkstück zu gravieren; Bilderzeu gungsmittel, die dem Werkstück zugeordnet sind, wenn das Werkstück an dem Gravierbett befestigt ist, zum Erzeugen eines Bildes einer gravierten Fläche, die von dem Gravierkopf auf dem Werkstück graviert wird, und auch zum Erzeugen eines entsprechenden Pixelgitters, wobei die gravierte Fläche eine Mehrzahl von Querschnittsschichten umfasst; und Verarbeitungsmittel, die an den Gravierkopf gekoppelt sind, zum Bestimmen eines Volumenmesswertes für mindestens eine der Mehrzahl von Querschnittsschichten der gravierten Fläche unter Verwendung des Pixelbildes.

In einem weiteren Aspekt umfasst diese Erfindung ein Volumenmesssystem zum Messen des Volumens einer gravierten Fläche, die von einer Graviervorrichtung graviert wurde, umfassend eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes der gravierten Fläche; einen Prozessor, der an die Bilderzeugungsvorrichtung gekoppelt ist, zum Erzeugen eines Pixelgitters des Bildes, zum Erzeugen einer Mehrzahl von Segmentvolumina für eine Mehrzahl verschiedener Segmente für das Bild unter Verwendung des Pixelgitters und auch zur Bildung eines tatsächlichen Volumenmesswertes unter Verwendung der Mehrzahl verschiedener Segmente.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den beiliegenden Zeichnungen und den Ansprüchen im Anhang hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein System gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Teilansicht, die Einzelheiten eines Gravierkopfs zeigt, der an der in 1 dargestellten Graviervorrichtung angeordnet ist;
3 ist eine andere Ansicht des in 2 dargestellten Gravierkopfs;
4A–4C sind zeitkorrelierte schematische Darstellungen von Wechselstrom- und Videosignalen zur Steuerung einer Graviernadel in der Gravierbewegung, die sich daraus ergibt;
5 ist ein Teilansicht eines Zylinders, der mit einer Mehrzahl gravierter Flächen mit unterschiedlichen Dichten graviert ist;
6A ist eine Ansicht einer abgebildeten, gravierten Fläche, die eine darüberliegende CCD-Anordnung zeigt;
6B ist eine ähnliche Ansicht wie 6A einer abgebildeten, gravierten Fläche, die nicht symmetrisch ist;
7 ist eine Ansicht, die eine "Schicht" oder Reihe zeigt, die zu dem in 6 gezeigten Bild gehört;
8 ist eine Teilansicht einer abgeriebenen Nadel;
9 ist eine Graphik, welche die Unterschiede zwischen gewünschten Dichten und tatsächlichen Dichten und eine zugehörige Gamma-Korrekturkurve zeigt;
10 ist eine schematische Ansicht eines Volumenmessverfahrens, das in der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
11 ist eine schematische Ansicht, die unter anderem ein Nadelabrieberfassungsunterprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
12 ist eine Graphik, die ein korrigiertes erregtes Signal zeigt, das eine „negative Versetzung" beinhaltet.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Mit Bezugnahme auf 1 ist ein Graviersystem 10 zum Gravieren einer Oberfläche 12a eines Zylinders 12 dargestellt, der drehbar an einem Gravierbett 14 zwischen einem Spindelstock (nicht dargestellt) und einem Reitstock (nicht dargestellt) befestigt ist. Der Zylinder 12 ist zur Drehung durch einen Antriebsmotor 16 und zum Gravieren durch eine Graviernadel 18 (3 und 4C) befestigt, die an einem Gravierkopf 20 angeordnet ist. Der Gravierkopf 20 kann an einem einstellbaren Träger 32 (3) befestigt sein, der seinerseits an dem Gravierbett 14 angeordnet ist.
Während des Graviervorgangs bewegt sich die Nadel 18 gravierend zu dem Druckzylinder 12 hin und von diesem weg, so dass eine Reihe von Zellen oder gravierten Flächen gebildet wird, um eine gravierte Bahn 22 zu schaffen. Ein Gewindespindelmotor 24 dreht eine Gewindespindel 26, um eine Bewegung der Nadel 18 in eine parallele Richtung zu der Achse des Zylinders 12 hervorzurufen. Wenn sich der Gewindespindelmotor 24 kontinuierlich bewegt, weist die Bahn 22 eine Spiralenform auf. Eine schrittweise Anregung des Motors 24 erzeugt eine Reihe von beabstandeten kreisförmigen oder zylindrischen Bahnen 22.
Es ist zu beachten, dass die Nadel 18 an einem Gravierkopf 20 jener Art befestigt ist, die in der U.S. Patentanmeldung Seriennr. 08/415,638 dargestellt und beschrieben ist, die demselben Rechtsnachfolger wie die vorliegende Erfindung übertragen wurde und die hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird und einen Teil hiervon bildet. Wie in 1–3 dargestellt, kann das Graviersystem 10 Schlitten- und Kopfantriebe 28 umfassen, die den Gravierkopf 20 zu der Oberfläche 12a und von dieser weg bewegen, wie auch in eine Richtung, die parallel zu der Drehachse des Zylinders 12 liegt.
Wie am besten in 2 und 3 ersichtlich, umfasst der Gravierkopf 20 Bild- oder Videomittel 30 zur Betrachtung und Aufnahme mindestens eines Bildes einer gewünschten Position der Bahn 22.
Wie in 2 dargestellt, ist der Gravierkopf 20 einstellbar auf einem einstellbaren Träger 32 befestigt, der an einen Schlitten 34 gekoppelt werden kann, der von den oben genannten Schlitten- und Kopfantrieben 28 angetrieben wird und die imstande sind, den Gravierkopf 20 und das Bildmittel 30 zu dem Zylinder 12 und von diesem weg zu bewegen.
Wie in 2 dargestellt, umfasst das Bildmittel, Videomittel, die Bilderzeugungsvorrichtung oder das Bildsystem 30 eine Kamera 36 (3) mit einer Linse 38, die automatisch auf die Oberfläche 12a des Zylinders 12 fokussiert werden kann. Es ist zu beachten, dass im allgemeinen bevorzugt wird, dass die Nadel 18 mit dem Zy linder 12 in einem Winkel in Eingriff steht, der im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche 12a ist. In 3 ist ersichtlich, daß die Linse 38 der Kamera 36 des Bildsystems 30 direkt über der Nadel 18 angeordnet ist und im wesentlichen mit der Nadel 18 ausgerichtet ist, so daß die Bilddarstellung von mindestens einem Teil der gravierten Bahn 22 (1 und 2) von gravierten Flächen oder Zellen kurz nach dem Gravieren an der Oberfläche 12a von Zylinder 12 erleichtert wird.
Die Bilderzeugungsvorrichtung oder das Bildmittel 30 kann mindestens einen einstellbaren Kippträger zur verstellbaren Halterung der Kamera 36 mit einem vorbestimmten Kippwinkel θ (2) umfassen. Der Winkel θ gibt die Schrägstellung der Kamera an und kann abhängig von dem Durchmesser des Zylinders 12 verändert werden. Zum Beispiel kann der einstellbare Träger eine einstellbare Klemme (nicht dargestellt) oder eine Kameraumhüllung (nicht dargestellt) zur verstellbaren Halterung der Kamera 36 umfassen.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 umfaßt auch einen Antrieb 40 (2) zum Antreiben der Linse 38 zu dem Zylinder 12 und von diesem weg.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 30 umfaßt ferner einen Strobe oder einen Beleuchtungskörper 42 (2), der imstande ist, die Oberfläche 12a von Zylinder 12 auf eine Mehrzahl von Lichtstärken zu erhellen. Der Beleuchtungskörper 42 umfaßt einen Strobe- und Faseroptikeingang 44, der mit der Bilderzeugungsvorrichtung 30 zusammenwirkt, um Blitze durch eine optische Anordnung und Prismaanordnung 46 einzutakten, wodurch der Strobe 42 durch die Linse 38 (3) der Kamera 36 blitzen kann. Strobesignale für den Strobe 42 werden bei korrekter Frequenz richtigphasig von einem Zellzähler 48 (1) zu einem Videoprozessor 78 geleitet.
Die Nadel 18 wird von einem elektromagnetischen Antrieb, der abhängig von einem Graviersignal (1) von einem Nadelantrieb 50, der in 1 dargestellt ist, arbeitet, in den Gravierkontakt mit dem Zylinder 12 getrieben. Der Graviersignal- und Nadelantrieb 50 kann so aufgebaut sein, wie allgemein in U.S. Patent Nr. 4.450.486 an Buechler offenbart ist, das hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird und einen Teil hiervon bildet.
Die Antriebssignale für die Nadel 18 und die daraus resultierende vertikale Bewegung der Nadel 18 sind in 4A–4C dargestellt. Das Antriebssignal wird durch Addition des Wechselstromsignals 52 (4A) zu dem Videosignal 54 (4B) erhalten. Das dargestellte Videosignal 54 hat zum Beispiel einen weißen Videopegel 56, einen schwarzen Videopegel 58 und einen hellen Videopegel 60. Das Videosignal 54 und das Wechselstromsignal 52 werden mit einer Versetzung (nicht dargestellt) kombiniert, um ein kombiniertes Gravierantriebssignal 72 zu erhalten, das die Nadel 18 aus dem Kontakt mit der Zylinderoberfläche 12a während der gesamten Zeit hebt, in der das Videosignal 54 einen weißen Pegel 56 aufweist. Dieses kombinierte Gravierantriebssignal 72 kann ferner eingestellt werden, um das Gravieren von Flächen mit einer Dichte von weniger als zum Beispiel drei Prozent zu beseitigen oder zu verhindern, wie in der Folge beschrieben wird.
Das kombinierte Gravierantriebssignal 72 veranlaßt die Nadel 18, sinusförmig in bezug auf den Zylinder 12 zu schwingen, mit einer Wellenlänge, die von der Oberflächengeschwindigkeit des Zylinders 12 abhängt.
Ein Computer 74 überträgt das Gewindespindel-Steuersignal zu dem Gewindespindelmotor 24. Dieses Signal wird so eingestellt, daß der Gewindespindelmotor 24 die Nadel 18 in einer Längsstrecke vorschiebt.
Das Wechselstromkomponentensignal 52 wird von einem Wechselstromeingangssignal abgeleitet, das von einem Taktgerät 76 erzeugt wird, und zu einem Computer 74 gesteuert. Das Wechselstromeingangssignal kann bearbeitet oder eingestellt werden, wie ausführlich in Seriennr. 08/022,127, nun als U.S. Patent Nr. 5,424,845 erteilt, beschrieben ist, das hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird und einen Teil hiervon bildet.
Ein weiteres Problem ist die Drift. Obwohl der Computer 74 richtig programmiert werden kann und zunächst gravierte Flächen mit korrekter Dichte erzeugen kann, können Verstärkungsfaktoränderungen, Änderungen analoger Komponenten oder mechanische Änderungen in der Anordnung eines Schuhs 71 (3), der die Nadel 18 trägt, die Eingliederung eines Einstellungskorrekturwertes in die verschiedenen Algorithmen erfordern, wie in U.S. Patent Nr. 5,424,845 beschrieben ist.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Videokamera 36 eine Autofokuskamera oder Befestigung umfassen, so dass sie auf jede Größe von Zylinder 12 fokussiert werden kann. Ein Videoprozessor 78 (1), der an die Kamera 36 und den Computer 74 gekoppelt ist, kann das Autofokusmerkmal steuern, so dass, wenn zum Beispiel der Zylinder 12 durch einen Zylinder mit einem anderen Radius getauscht wird, der Videoprozessor 78 einen Schaltkreis enthält, der dafür sorgt, dass jedes aufgenommene Bild im Fokus ist. Der Zellzähler 48 zählt Impulse, die von dem Taktgerät 76 mit dem Vierfachen der Wechselstromfrequenz erzeugt werden. Bei dieser Frequenz wird ein Taktimpuls bei jedem Wellenlängenviertel der Graviernadelschwingung erzeugt.
Wie in 1 dargestellt, ist der Computer 74 an den Nadelantrieb 50, den Videoprozessor 78, den Zellzähler 48, die Schlitten- und Kopfantriebe 28 wie auch an die Motoren 16 und 24 gekoppelt. Zusätzlich ist eine Tastatur 79 an den Computer 74 gekoppelt, so dass ein Bediener verschiedene Gravierparameter wie eine Breite der schwarzen Zelle, BW; eine Breite der hellen Zelle, HW; eine Kanalbreite, CW; eine Videospannung, Vh; eine Nadelkonstante, KS; und eine Spannung der schwarzen Zelle, Vmax, eingeben kann. Es kann auch eine Schuhversetzung, S, nach Wunsch eingegeben werden.
Der Computer 74 erzeugt verschiedene Gravierparameter, wie in U.S. Patent Nr. 5.438.422 und U.S. Patent Nr. 5.424.845 gelehrt wird, die hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert werden und einen Teil hiervon bilden. Die verschiedenen Verfahren zur automatischen Fokussierung und Einstellung der Kamera 36 werden so durchgeführt, wie allgemein in U.S. Patent Nr. 08/415.638 beschrieben ist, das demselben Rechtsnachfolger wie die vorliegende Erfindung übertragen wurde, und das hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird und einen Teil hiervon bildet.
Eine repräsentative, geometrische Anordnung eines Testschnitts für ein Muster von gravierten Flächen in der Bahn 22 mit verschiedenen Dichten ist in 5 dargestellt, in der eine Mehrzahl gravierter Flächen mit unterschiedlichen Dichten dargestellt ist. In der beschriebenen Darstellung ist eine gravierte Fläche 80 (5), die eine Dichte von 100% aufweist oder "vollschwarz" ist, mit einer Breite W₁₀₀ dargestellt, die durch einen Pfeil 80a dargestellt ist. Ebenso umfassen zwei mittelgetönte Zellen 82 und 94 Breiten W₇₅ und W₅₀ (Pfeil 82a bzw. 84a in 5). Schließlich ist die gravierte Fläche 86, die eine Dichte von etwa 25% vollschwarz aufweist, mit einer Breite W₂₅ dargestellt, die durch einen Pfeil 86a angezeigt wird.
9 zeigt eine gewünschte Korrelation oder Reaktion zwischen Antriebssignal 72 und den gewünschten Dichten der gravierten Flächen 80–86. Im Gegensatz dazu sind durch die gestrichelte Linie 88 in 9 tatsächliche Dichten für eine Reihe gravierter Flächen dargestellt, die abhängig von dem Gravierantriebssignal 72 graviert wurden und die Wirkung einer zum Beispiel abgeriebenen Nadel 18 zeigen, die bewirkt, daß das Graviersystem 10 Flächen mit geringeren Dichten oder Volumina als den gewünschten graviert. Die vorliegende Erfindung schafft ein geeignetes Verfahren zum Messen des tatsächlichen Volumens und der tatsächli chen Dichte einer gravierten Fläche, wie der gravierten Fläche 80–86 in 5, die nun beschrieben wird.
Das Verfahren wird mit Bezugnahme auf 10 beschrieben, wobei der Computer 74 den Nadelantrieb 50 mit dem kombinierten Gravierantriebssignal 72, das aus einem Wechselstromsignal 52 (4A) und einem Videosignal 54 (4B) besteht, und nach Wunsch mit der oben genannten Versetzung anregt, um das Testmuster von gravierten Flächen 80–86 (5) in der Bahn 22 zu gravieren (Block 100 in 10). In diesem Zusammenhang regt der Computer 74 selektiv die Schlitten- und Kopfantriebe 28, den Nadelantrieb 50 wie auch die Antriebsmotoren 24 und 16 an, um das Gravieren eines normalen Testmusters von gravierten Flächen 80–86 auszuführen. Vorzugsweise umfasst das Testmuster eine Mehrzahl gravierter Flächen 80–86 mit unterschiedlichen Dichten. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfassen die gravierten Flächen 80–86 Dichten, die von 100% vollschwarz bis zu einem Dichtewert von etwa 25% vollschwarz reichen. Es sollte auch festgehalten werden, dass das kombinierte Antriebssignal einen Signalpegel von 0,0 (oder annähernd 0,0) bis 100% umfasst, so dass das Graviersystem 10 Dichten im Bereich von 0% vollschwarz bis 100% vollschwarz auswerten kann.
Nach der Ausführung des Testschnitts wird die Bilderzeugungsvorrichtung oder das Bildmittel 30 durch den Videoprozessor 78 angeregt, ein Bild von mindestens einer der gravierten Flächen aufzunehmen, wie der gravierten Fläche 80 in 5. In diesem Zusammenhang erzeugt der Videoprozessor 78 und/oder der Computer 74 eine CCD-Anordnung 120 (6A) der abgebildeten gravierten Fläche 80 und speichert diese in einem geeigneten Speicher (nicht dargestellt) in Block 102 in 10. 6A zeigt die CCD-Anordnung 120, die eine Mehrzahl von Pixeln 122 umfasst. Zum Zwecke der Veranschaulichung zeigt 6A die CCD-Anordnung 120 für die gravierte Fläche 80, die, wie bereits erwähnt wurde, eine gewünschte Dichte von 100% schwarz aufweist. Wie in 6A dargestellt, ist zu beachten, dass das Bild eine Mehrzahl von Reihen R1–R30 von Pixeln 122 der CCD-Anordnung 120 einnimmt.
6B zeigt eine andere gravierte Fläche 80', die asymmetrisch ist. Die Merkmale dieser Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise, dass ein exakter Volumenmesswert dieser gravierten Fläche erhalten werden kann.
Unabhängig davon, ob die Form der gravierten Fläche 80 die in 6A oder 6B dargestellte Form aufweist, wird das Verfahren fortgesetzt (Block 104 von 10), um eine Breite jeder „Schicht" oder Reihe, R1–R30 der Reihe nach zu messen, beginnend mit der ersten Reihe R1 von Pixeln 122 der gravierten Fläche 80. Das Messverfahren ist am besten in 7 dargestellt, wo angenommen wird, dass ein Messwert für die ersten vierzehn Reihen R1–R14 bereits bestimmt wurde und dass ein Messwert für Reihe R15 gerade bestimmt wird. Es sollte festgehalten werden, dass ein Messwert für jede Reihe R1–R30 bestimmt wird, welche die gravierte Fläche 80 bilden oder umfassen.
Wie in 7 dargestellt ist, umfasst jede Reihe eine Breite, die aus einer Mehrzahl von Pixeln 122 besteht. Zu Beginn ist die Form der Nadel 18 bekannt, da die Nadel 18 nicht abgerieben ist, und die Strecke D ist bekannt. Da jedes Pixel eine Strecke von etwa 0,7 Mikron in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel darstellt, wird die Breite W durch Multiplizieren von 0,7 Mikron mal der Pixelanzahl in der Reihe bestimmt. Daher wird die Breite W mit 0,7 Mikron × 21 Pixel oder 14,7 Mikron bestimmt.
Die Strecke D kann durch Anwendung der folgenden Gleichung 1 bestimmt werden:
Das Volumen für diese „Schicht" oder Reihe R15 kann dann durch Anwendung der folgenden Gleichung 2 bestimmt werden:
Daher kann das Volumen in der beschriebenen Darstellung für Reihe R15 wie folgt berechnet werden:
oder 21,83 Kubikmikron.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass der Nadelwinkel für die Nadel 18 in dieser Darstellung 120° beträgt, aber es sollte festgehalten werden, dass dieses Verfahren mit Nadeln ausgeführt werden kann, die auch andere Winkel aufweisen.
In Block 108 (10) wird ein Volumenregister, das entweder im Videoprozessor 78 oder Computer 74 angeordnet ist, zunächst auf Null gestellt und dann das in Block 106 für die Reihe R15 berechnete Volumen addiert.
In Block 110 verarbeitet der Prozessor 78 die Reihendaten der Reihe seriell (z.B. von Reihe R15 zu Reihe R16 usw.). In Block 112 wird ein Breitenmesswert ähnlich dem in Block 104 bestimmten Messwert für die nächste Reihe R16 berechnet und ein Volumenmesswert wird auf dieselbe Weise bestimmt, wie in Block 106 bestimmt wurde. In Block 114 wird dieser Volumenmesswert mit dem Volumen im Volumenregister von Prozessor 78 oder Computer 74 summiert.
Im Entscheidungsblock 116 wird bestimmt, ob die letzte oder unterste Reihe (Reihe R30 in 6A) verarbeitet wurde. Falls dies nicht zutrifft, wird das Programm zu Block 110 zurückgeführt, wie dargestellt. Falls dies zutrifft, ist das Messverfahren beendet und das Gesamtvolumen der bewerteten gravierten Fläche wird als das Volumen im Volumenregister bestimmt und an einer geeigneten Anzeige (nicht dargestellt) angezeigt. Es hat sich gezeigt, dass der Gesamtvolumenmesswert direkt mit der Dichte der gravierten Fläche 80 korreliert. Danach ist das Programm zu Ende.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise, dass ein Volumenmesswert für eine gravierte Fläche, wie die gravierte Fläche 80 (5) unter Verwendung eines einzigen Bildes der Fläche 80 bestimmt werden kann. Diese Erfindung ist auch vorteilhaft, weil sie ein Mittel zur Bestimmung bereitstellt, ob die Nadel 18 abgerieben wurde, und auch zur Berechnung eines Volumens für eine gravierte Fläche, die unter Verwendung einer abgeriebenen Nadel oder eines abgeriebenen Werkzeugs graviert wurde. In diesem Zusammenhang zeigt 8 die Nadel 18 mit einer ursprünglichen Schneid- oder Gravierkante 18a und einer abgeriebenen Schneid- oder Gravierkante 18b.
Das Graviersystem 10 umfasst Profilmittel zur Erzeugung eines Nadelprofils des Schneidwerkzeugs oder der Nadel 18. Sobald das Nadelprofil erzeugt ist, kann ein tatsächlicher Volumenmesswert für jede Querschnittsschicht oder Reihe bestimmt werden. Der tatsächliche Volumenmesswert für jede „Schicht" oder „Reihe" kann dann summiert werden, um einen tatsächlichen Gesamtvolumenmesswert zu erhalten. Wenn der tatsächliche Gesamtvolumenmesswert von einem vorbestimmten oder gewünschten Volumen abweicht, kann das Graviersystem 10 linearisiert, eingestellt oder kalibriert werden, um eine solche Abweichung wie in der Folge beschrieben zu berücksichtigen.
Wie in 11 dargestellt, führt das Graviersystem 10 einen Testschnitt mit einer Mehrzahl gravierter Flächen unterschiedlicher Dichte aus (Block 124 in 11). In Block 126 wird die maximale Breite jeder gravierten Fläche, die in Block 124 in einem Testschnitt hergestellt wurde, auf dieselbe Weise gemessen wie bei der Messung, die in Block 104 in 10 durchgeführt wurde. Der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 erzeugt ein Nadelquerschnittsprofil (8) unter Verwendung einer Mehrzahl von Breitenmesswerten (Block 128 in 11). In diesem Zusammenhang ist die schematische Darstellung des Nadelprofils für die Nadel 18 zu beachten, das von dem Computer 74 unter Verwendung der Breitenmesswerte der gravierten Flächen, wie in 5 dargestellt, erstellt wurde. Zu Vergleichszwecken ist die ursprüngliche Nadelform in gestrichelten Linien dargestellt. Es ist zu beachten, dass eine maximale Breite für jede gravierte Fläche verwendet wird, wie die Breite W₁₀₀ (5) der gravierten Fläche 80, die durch die Punkte 80b und 80c dargestellt ist. Diese Punkte 80b und 80c sind gemeinsam mit Punkten 82b–86b und 82c–86c eingetragen, um das in 8 dargestellte Nadelprofil zu erstellen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel stellt der Punkt 87 die Spitze der Nadel 18 dar. Der Punkt 87 kann durch Interpolation unter Verwendung zuvor bekannter Punkte oder durch Gravieren einer gravierten Fläche mit einer Dichte von annähernd Null, wie fünf Prozent, bestimmt werden.
Sobald das Nadelquerschnittsprofil bestimmt ist, kann ein tatsächlicher Gesamtvolumenmesswert für eine tatsächliche gravierte Fläche, wie die gravierten Flächen 80, 82, 84 und 86 (5), unter Verwendung des Querschnittsprofils bestimmt werden. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass eine Mehrzahl von Trapezoiden oder Trapezen und ein Dreieck durch das in 8 gezeigte Querschnittsprofil dargestellt sind. Daher kann das Trapezoid, das durch die Punkte 80b, 80c, 82b und 82c dargestellt wird, zur Bestimmung der Fläche T1, die diesen Punkten entspricht, verwendet werden. Ebenso wird ein Flächenmeßwert für die Fläche T2, die durch die Punkte 82b, 82c, 84b und 84c definiert wird, und ein Flächenmeßwert für die Fläche T3, die durch die Punkte 84b, 84c, 86b und 86c definiert wird, durch den Computer 74 bestimmt.
Danach bestimmt der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 eine Fläche T4 für das Dreieck, das durch die Punkte 86b, 86c und 87 definiert ist.
Die Flächenberechnungen oder Werte für das Trapezoid, Trapez oder Dreieck werden von dem Computer 74 unter Verwendung allgemein bekannter Gleichungen und Formeln bestimmt.
Der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 summiert dann die T1–T4-Flächen, um einen Gesamtquerschnittsflächenwert oder eine Dichte für die abgeriebene Nadel 18 zu erhalten. Sobald die Querschnittsfläche bestimmt ist, fahren der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 (Block 130 in 11) unter Verwendung des Profils mit der Bestimmung eines Volumens für jede der gravierten Testflächen 80–86 (5) unter Anwendung der zuvor hierin mit Bezugnahme auf 6 und 7 beschriebenen Technik fort. In diesem Zusammenhang verwenden der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 die CCD-Anordnung 120 zur Bestimmung der maximalen Breite W für jede gravierte Fläche, wie die gravierte Fläche 80, wie zuvor erwähnt wurde. Daher korrelierte die zur gravierten Fläche 80 zugehörige maximale Breite mit der in 6A dargestellten Reihe R15. Ein entsprechendes Volumen wird für diese Reihe R15 bestimmt, wie zuvor beschrieben wurde.
Für die Reihen vor und nach Reihe R15 interpolieren der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 die Strecke d (7) unter Verwendung der erzeugten Querschnittsprofildaten, die in 8 dargestellt sind. Danach kann ein Volumenmesswert für die gravierte Fläche 80 bestimmt werden.
Nachdem der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 einen Volumenmesswert für jede Reihe wie zuvor hierin beschrieben bestimmt haben, werden die Volumina zur Erstellung eines tatsächlichen Gesamtvolumenmesswertes für die gravierte Fläche 80 summiert.
In diesem Zusammenhang bestimmen der Computer 74 und/oder Videoprozessor 78 eine Querschnittsfläche für jede Reihe R1–R30 (6A) unter Verwendung des zuvor erwähnten Nadelquerschnittsprofils (8). Sobald diese bestimmt ist, kann das tatsächliche Gesamtvolumen für eine gravierte Fläche wie zuvor hierin beschrieben bestimmt werden.
9, die zuvor hierin erwähnt wurde, ist eine Druckdichtengraphik, welche die Korrelation zwischen dem Gravierantriebssignal 72, das von dem Nadelantrieb 50 erzeugt wird, und der entsprechenden gewünschten Druckdichte zeigt. Sobald die verschiedenen tatsächlichen Gesamtvolumina für jede gravierte Fläche 80, 82, 84 und 86 bestimmt sind, können ihre entsprechenden Dichten eingetragen werden, wie durch die Linie 88 in 9 dargestellt ist. Es sollte beachtet werden, dass das Volumen direkt mit der Druckdichte und umgekehrt zusammenhängt, da die Tintenmenge in der gravierten Fläche im Allgemeinen der Druckdichte entspricht.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst der Computer 74 einen Komparator oder ein Vergleichsmittel 54 (1) für den Vergleich der tatsächlichen Volumenmesswerte, die durch die Linie 88 dargestellt sind, mit den entsprechenden gewünschten Volumenmesswerten, die durch die Linie 72 dargestellt sind, und zum Berechnen eines entsprechenden Unterschiedes (der durch die Fläche 93 in 9 angezeigt wird). Daher vergleicht in Block 132 (11) der Computer 74 das tatsächliche Volumen mit einem gewünschten Volumen und bestimmt den Unterschied. Wenn der Unterschied größer als ein vorbestimmtes Maß ist (wie zum Beispiel drei Prozent des gewünschten Maßes, wie durch die Fläche unter der Linie 72 in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt ist), führt der Computer 74 eine Gamma-Korrektur zum Korrigieren, Einstellen oder Versetzen eines solchen Unterschieds durch. Zur Korrektur dieses Unterschieds erstellt und wendet der Computer 74 eine versetzende Gamma-Korrektur 95 (9) bei dem Gravierantriebssignal 72 an.
Wenn das Graviersystem 10 anschließend eine gravierte Fläche mit einer Dichte von zum Beispiel 75% vollschwarz ausführt, wendet der Computer 74 die Gammakurve 95 an, die den Signalpegel in einem geeigneten Maß ändert, so daß das Graviersystem 10 die gravierte Fläche auf die gewünschte Dichte korrigiert.
In dem Entscheidungsblock 134 in 11 wird bestimmt, ob dieser Unterschied innerhalb eines annehmbaren Toleranzwertes liegt, wie drei Prozent des gewünschten Volumens. Falls dies nicht zutrifft, wird der Ablauf mit Block 136 fortgesetzt, wo der Computer 74 die Gamma-Korrektur ausführt, um den Unterschied zu berücksichtigen.
In Block 140 in 11 bestimmt der Computer 74 einen Winkel B (8), welcher der Winkel ist, der durch eine imaginäre Linie definiert wird, die durch die Punkte 80c und 82c läuft (oder alle anderen Segmente derselben Linie) und die eine Linie schneidet, die zu einer ursprünglichen Schneidkante 20a der Nadel 18 kolinear ist. Der Winkel B stellt einen Nadelabriebwinkel dar und wenn in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Abriebwinkel größer als drei Grad ist (Block 142 von 11), kann der Computer 74 (Block 144 in 11) einen Alarm 35 (1) auslösen, um den Bediener auf den Austausch der abgeriebenen Nadel 18 aufmerksam zu machen.
Danach ist die Einstellung und Linearisierung des Graviersystems 10 und die Erfassung des Nadelabriebs beendet.
Dieses System, Verfahren und diese Vorrichtung schaffen in vorteilhafter Weise ein Mittel zum Bestimmen eines tatsächlichen Volumens einer gravierten Fläche unter Verwendung eines einzigen Bildes der gravierten Fläche. Der Volumenmesswert kann dann zum Linearisieren und Einstellen der Graviervorrichtung 10, Erfassen einer abgeriebenen Nadel 18, wie auch zur Bestimmung eines tatsächlichen Profils der Nadel 18 verwendet werden. Mit dem tatsächlichen Profil der Nadel 18 können tatsächliche Volumenmesswerte erhalten und das Graviersystem 10 entsprechend eingestellt werden.
Ferner schaffen das Graviersystem 10 und Verfahren Mittel zum Erfassen des Abriebs der Nadel 18 und zur Alarmierung eines Bedieners, wenn die Nadel 18 über annehmbare Grenzwerte abgerieben ist. Diese Erfindung ist besonders zum Messen asymmetrischer gravierter Flächen zweckdienlich; wie eine gravierte Fläche 80' in 6B, wo eine exakte Breite nicht einfach bestimmt werden kann.
Es sollte auch festgehalten werden, dass Merkmale der vorliegenden Erfindung während Echtzeitoperationen des Graviersystems 10 durchgeführt werden können, wodurch das Graviersystem 10 eingestellt werden kann, so dass das Graviersystem 10 gravierte Fläche mit Dichten gravieren kann, die sich den gewünschten Dichten besser nähern.
Wie ersichtlich ist, kann eine abgeriebene Nadel 18 den Volumenfehler beeinflussen. Dies kann wiederum die Qualität des Bildes beeinträchtigen, das schließlich von dem Zylinder 12 gedruckt wird, wenn der Zylinder 12 in ein Drucksystem eingebracht wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher, dass das System die Nadelhaltbarkeit maximiert und das Graviersystem 10 zur Berücksichtigung solcher Volumenfehler eingestellt wird.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat sich gezeigt, dass wenn das Signal Null oder nahezu Null ist, an der Oberfläche 12a manchmal unerwünschte „Schwimmpunkte" entstehen. Diese können durch eine abgeriebene Nadel, Unterschiede in den Einstellungsparametern, Nichtlinearitäten von Schneideigenschaften und dergleichen verursacht werden. Es hat sich gezeigt, dass diese unerwünschte Dichte 91 der gravierten Fläche (9) „Schaumpunkte" oder winzige gravierte Flächen verursacht, die an der Oberfläche 12a des Zylinders 12 graviert werden. Zur Vermeidung dieses Problems umfasst das Graviersystem 10 ferner Mittel zur absichtlichen Verzerrung des Gravierantriebssignals 72 oder eingestellten Antriebssignals 95 (9) für gewünschte Dichten wie Dichten unter drei Prozent. Zur Erzielung einer solchen Verzerrung addiert der Nadelantrieb 50 (1) eine negative Versetzung 101 (12) zu dem Gravierantriebssignal 72 oder 95, wenn das Gravierantriebssignal 72 oder 95 sich etwa drei Prozent des Gravierantriebssignalmaximums nähert, um die Nadel 18 rasch von der Oberfläche 12a des Zylinders 12 wegzuziehen. In diesem Zusammenhang umfasst der Nadelantrieb 50 einen Sensor, wie einen Komparator, der das Gravierantriebssignal oder gammakorrigierte Gravierantriebssignal erfasst und feststellt, ob es kleiner oder gleich drei Prozent des Signalmaximums ist. Wenn dies zutrifft, wird die negative Versetzung 101 zu diesem Teil des Gravierantriebssignals addiert, um dies zu berücksichtigen.
Es sollte festgehalten werden, dass der Computer 74 diese Einstellung entweder vor oder nach der Einstellung des Gravierantriebssignals mit der Gammakurve durchführt, wie mit Bezugnahme auf 11 beschrieben wurde. 12 zeigt das Gravierantriebssignal 72 oder 95 und die zugehörige Dichtewerte, nachdem es mit der Gamma-Korrektur wie zuvor hierin beschrieben eingestellt wurde und auch nachdem die negative Versetzung 101 addiert wurde.
In 12 sind die Gravierantriebssignale 72 und 95 zu beachten, nachdem sie mit der zuvor hierin beschriebenen Gamma-Korrekturkurve modifiziert wurden und auch nachdem die negative Versetzung 101 addiert wurde um zu garantieren, daß Flächen mit Dichten von weniger als drei Prozent nicht graviert werden.
Die zuvor beschriebenen Einstellungen schaffen vorteilhaft Mittel zur Beseitigung unerwünschter "Schaumpunkte" oder Flächen mit geringer Dichte.
Dieses Ausführungsbeispiel wurde mit Erzeugung eines Alarms beschrieben, wenn ein Nadelabrieb größer als ein vorbestimmtes Maß ist. Es sollte jedoch festgehalten werden, daß diese Erfindung auch zum Erfassen von Nadeldimensionen geeignet ist, welche die gewünschte Nadeldimension überschreiten. Dies kann zum Beispiel nicht unüblich sein, wenn eine neue Nadel mit unbekannter Dimension auf dem Gravierkopf 20 angeordnet wird.
Während die hierin beschriebenen Verfahren bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, ist offensichtlich, daß diese Erfindung nicht auf diese bestimmten Verfahren beschränkt ist und daß Veränderungen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Graviervorrichtung, welches folgende Schritte umfasst: Erzeugen eines Bildes einer von der Graviervorrichtung gravierten Fläche, wobei die abgebildete gravierte Fläche mehrere Reihen von Pixeln umfasst; Messen einer Breite jeder der Reihen von Pixeln; Bestimmen einer Mehrzahl von Volumina unter Verwendung jeweils einer der gemessenen Breiten, wobei die Mehrzahl der Volumina einer Mehrzahl von Querschnittsvolumenschichten der gravierten Fläche entspricht, die von der Graviervorrichtung graviert wurde; Summieren der Mehrzahl der Volumina zur Bildung eines Gesamtvolumens; und Einstellen der Graviervorrichtung unter Verwendung des Gesamtvolumens.
Verfahren nach Anspruch 1, welches folgende Schritte umfasst: Bestimmen einer Strecke, welche jedes der Pixel der Reihen von Pixeln darstellt; Bestimmen jedes der Mehrzahl von Volumina unter Verwendung der Strecke.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Strecke kleiner als etwa ein Mikron ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches folgenden Schritt umfasst: Gravieren der gravierten Fläche mit einer Nadel bekannter Geometrie.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bestimmen des Nadelprofils einer Nadel, die zum Gravieren der gravierten Fläche verwendet wird; Durchführen einer versetzenden Gammakorrektur, wenn das Nadelprofil von einem gewünschten Profil in einem höheren als einem im Voraus gewählten Mass abweicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Gravieren einer Mehrzahl gravierter Flächen mit unterschiedlichen Dichten; Bestimmen eines bzw. des Nadelprofils unter Verwendung der Mehrzahl gravierter Flächen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dimension bestimmt wird für jede der Mehrzahl gravierter Flächen und dass die Bestimmung des Nadelprofils unter Verwendung der bestimmten Werte dieser Dimension erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Dimension die Breite ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Unterteilen des bestimmten Nadelprofils in eine Mehrzahl unterschiedlicher Segmente; Bestimmen einer Mehrzahl von Flächen, die jedem der Mehrzahl von verschiedenen Segmenten entsprechen; Summieren der Mehrzahl von Flächen zum Erhalt eines Gesamtquerschnittsflächenwerts; Verwenden des Gesamtquerschnittsflächenwerts zum Bestimmen von mindestens einem der Mehrzahl von Volumina.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens eines der Mehrzahl verschiedener Segmente ein Trapezoid ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Verfahren folgenden Schritt umfasst: Erzeugen eines Alarmsignals, wenn der Gesamtquerschnittsflächenwert nicht gleich einem gewünschten Gesamtquerschnittsflächenwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11 wobei bei der Bestimmung der Mehrzahl von Volumina zum Bestimmen von mindestens einem der Mehrzahl von Volumina das Nadelprofil verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bestimmen eines Winkels der abgeriebenen Schneidkante zu einer ursprünglichen Schneidkante der Nadel; Erzeugen eines Alarmsignals, wenn sich der Winkel der abgeriebenen Schneidkante von einem Winkel der ursprünglichen Schneidkante um mehr als einen bestimmten Winkel unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der vorbestimmte Winkel mindestens 3° ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Einstellen der Graviervorrichtung folgende Schritte umfasst: Vergleichen des Gesamtvolumens mit einem gewünschten Volumen; Anlegen eines Korrektursignals an ein Graviersignal abhängig von dem Vergleich, der in dem Vergleichsschritt ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Einstellen der Graviervorrichtung während einer Echtzeitoperation der Graviervorrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei nur ein einziges Bild der gravierten Fläche aufgenommen wird und das Bestimmen der Mehrzahl von Volumina unter Verwendung des einzigen Bildes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Einstellschritt folgenden Schritt umfasst: Einstellen einer Verstärkung eines Gravierantriebssignals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Einstellschritt elektronisch ausgeführt wird.
Verfahren zur Überwachung eines Schneidwerkzeugs, das in einer Graviervorrichtung verwendet wird, welches folgende Schritte umfasst: Gravieren einer Mehrzahl gravierter Flächen unter Verwendung des Schneidwerkzeugs; Bestimmen einer Form des Schneidwerkzeugs unter Verwendung der Mehrzahl gravierter Flächen; Vergleichen mindestens eines Teils der Form mit einer gewünschten Form; und Austauschen des Schneidwerkzeugs, wenn mindestens ein Teil der Form sich von der gewünschten Form um mehr als ein vorbestimmtes Mass unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Form des Schneidewerkzeugs durch folgende Schritte bestimmt wird: Bestimmen einer Dimension, die jeder der Mehrzahl gravierter Flächen zugeordnet ist; Verwenden der bestimmten Werte der Dimension zur Bestimmung der Form.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Form ein Querschnittsprofil des Schneidwerkzeugs ist, welches durch folgende Schritte bestimmt wird: Messen einer Dimension jeder der Mehrzahl gravierter Flächen zum Erhalt einer Mehrzahl von Werten für diese Dimension; Verwenden der Mehrzahl von Werten zur Bestimmung des Querschnittsprofils.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei jedes der Mehrzahl von Volumina der Querschnittsvolumenschichten unter Verwendung der Formel Volumen = h·w²·(tan 30°)/4 berechnet wird; wobei h einen Pixelabstand bezeichnet und w eine Breite der Reihe von Pixeln ist.
Verfahren nach Anspruch 23 wobei das Verfahren folgenden Schritt umfasst: Gravieren der gravierten Fläche abhängig von einem bekannten Dichtesignal.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das bekannte Dichtesignal zwischen 20% und 80% liegt.
Graviersystem zum Gravieren eines Werkstücks, umfassend: ein Gravierbett; einen Gravierkopf, der an dem Gravierbett angeordnet ist; einen Antrieb, der an den Gravierkopf gekoppelt ist, um den Gravierkopf in Bezug auf das Werkstück anzutreiben, wenn das Werkstück auf dem Gravierbett angeordnet ist; Bilderzeugungsmittel zum Erzeugen eines Bildes einer gravierten Fläche, die von dem Gravierkopf auf dem Werkstück graviert wurde, und auch zum Erzeugen eines Pixelgitters, das dem Bild entspricht, wobei die abgebildete gravierte Fläche mehrere Reihen von Pixeln umfasst; und Verarbeitungsmittel, die an den Gravierkopf gekoppelt sind, welche eine Breite jeder der Reihen von Pixeln messen und einen Volumenmesswert bestimmen für mindestens eine einer Mehrzahl von Querschnittsschichten der gravierten Fläche unter Verwendung mindestens einer der gemessenen Breiten.
Graviersystem nach Anspruch 26, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes umfassen: Bestimmungsmittel, welche eine Strecke bestimmen, welche durch jedes Pixel des Pixelgitters dargestellt ist, und auch den Volumenmesswert unter Verwendung der Strecke bestimmen.
Graviersystem nach Anspruch 27, wobei die Strecke weniger als etwa 1 Mikron beträgt.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei das Graviersystem Folgendes umfasst: Profilmittel, welche ein Nadelprofil eines Werkzeugs bestimmen, das an dem Gravierkopf zum Gravieren der gravierten Fläche angeordnet ist; wobei die Verarbeitungsmittel imstande sind, das Nadelprofil zum Bestimmen des Volumenmesswertes zu verwenden.
Graviersystem nach Anspruch 29, wobei die Verarbeitungsmittel eine versetzende Gammakorrektur durchführen, wenn das Nadelprofil von einem gewünschten Profil um mehr als ein im Voraus gewähltes Mass abweicht.
Graviersystem nach Anspruch 30, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes umfassen: Bestimmungsmittel, welche eine Dimension der gravierten Fläche bestimmen; Mittel, welche das Nadelprofil unter Verwendung der Dimension bestimmen.
Graviersystem nach Anspruch 31 wobei die Dimension eine Breite der gravierten Fläche ist.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 30 bis 32, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes umfassen: Teilungsmittel, welche das Nadelprofil in eine Mehrzahl verschiedener Segmente unterteilen; wobei das Bestimmungsmittel eine Mehrzahl von Flächenmesswerten bestimmt, die jedem der Mehrzahl von verschiedenen Segmenten entsprechen; und das Verarbeitungsmittel eingerichtet ist zum Summieren der Mehrzahl von Flächenmesswerten zum Erhalt einer gemessenen Nadelfläche und zum Verwenden der gemessenen Nadelfläche zum Bestimmen von mindestens einem der Mehrzahl von Flächenmesswerten.
Graviersystem nach Anspruch 33, wobei mindestens eines der Mehrzahl verschiedener Segmente des Nadelprofils ein Trapezoid ist.
Graviersystem nach Anspruch 33 oder 34, wobei das Graviersystem Folgendes umfasst: eine Alarmvorrichtung, die an das Verarbeitungsmittel gekoppelt ist und welche ein Alarmsignal erzeugt, wenn die gemessene Nadelfläche nicht gleich einer gewünschten Nadelfläche ist.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 35, wobei das Graviersystem Folgendes umfasst: Bestimmungsmittel, welche einen Winkel einer abgeriebenen Schneidkante zu einer ursprünglichen Schneidkante eines Schneidwerkzeugs bestimmen, das zum Gravieren der gravierten Fläche verwendet wird; eine Alarmvorrichtung, welche ein Alarmsignal erzeugt, wenn sich der Winkel der abgeriebenen Schneidkante von einem Winkel der ursprünglichen Schneidkante um mehr als einen bestimmten Winkel unterscheidet.
Graviersystem nach Anspruch 36, wobei der vorbestimmte Winkel mindestens 3° ist.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 37, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes umfassen: einen Komparator, welcher den Volumenmesswert mit einem gewünschten Volumen vergleicht; Einstellmittel, welche die Graviervorrichtung einstellen, wenn sich der Volumenmesswert von dem gewünschten Volumen um mehr als ein vorbestimmtes Mass unterscheidet.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 38, wobei die Verarbeitungsmittel die Graviervorrichtung als Echtzeitoperationen abhängig von dem Volumenmesswert einstellen.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 39, wobei die Bilderzeugungsmittel eine Kamera umfassen, die am Gravierkopf der Graviervorrichtung angeordnet ist.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 40, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes umfassen: einen Signalgenerator, welcher den Volumenmesswert empfängt und das Gravierantriebssignal abhängig von diesem einstellt.
Graviersystem nach Anspruch 41, wobei das Gravierantriebssignal abhängig von einer vom Signalgenerator erzeugten Korrekturkurve eingestellt wird.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 42, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes umfassen: einen Profilgenerator, welcher ein Profil eines Schneidwerkzeugs bestimmt, das zum Gravieren der gravierten Fläche verwendet wird.
Graviersystem nach Anspruch 43, wobei der Profilgenerator einen Profilmesswert des Schneidwerkzeugs bildet unter Verwendung einer Mehrzahl von Messwerten, die von einer Mehrzahl von Testschnitten erhalten wurde.
Graviersystem nach Anspruch 44, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes umfassen: eine Vorrichtung, welche den Volumenmesswert abhängig von dem Profilmesswert bestimmt.
Graviersystem nach einem der Ansprüche 26 bis 45, wobei die Verarbeitungsmittel Folgendes aufweisen: eine Schaumpunktschaltung, welche ein Gravierantriebssignal einstellt, wenn eine zu gravierende Fläche eine Dichte umfasst, die geringer als eine vorbestimmte Dichte ist.
Graviersystem nach Anspruch 46, wobei die vorbestimmte Dichte geringer als fünf Prozent vollschwarz ist.