DE19960511A1 - Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Aufbringen eines Farbstoffes - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Aufbringen eines FarbstoffesInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung (10) zum automatischen Aufbringen von Nagellack auf einen Fingernagel (12) hat eine Kamera (32) zum Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels (12), einen Prozessor (46) zum Analysieren und Umwandeln des Bildes in einen Bearbeitungspfad und ein Werkzeug (28, 128) zum Aufbringen des Nagellacks auf den Fingernagel (12) unter Befolgen des Bearbeitungspfades. Das Werkzeug (28) kann durch verschiedene andere Typen Werkzeuge (128) zum Durchführen anderer Bearbeitungsgänge im Falle der Maniküre des Fingernagels (12) ersetzt werden. Die Vorrichtung (10) ermöglicht die Gleichmäßigkeit und stellt sicher, daß der Nagellack gleichmäßig auf den Fingernagel (12) aufgebracht wird und nicht auf die umgebende Haut.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Auf
bringen eines Farbstoffes auf unregelmäßig geformte Teile, insbesondere eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Aufbringen von Nagellack auf
Fingernägel.
Obwohl die meisten Frauen eine Maniküre wünschen, halten viele Frauen eine
Maniküre für Luxus und nehmen aus mehreren Gründen davon Abstand, sich ma
niküren zu lassen. Zum einen ist eine Maniküre zeitaufwendig und teuer, weil eine
Maniküre eine erhebliche Zeit zum manuellen Auftragen von Nagellack auf den
jeweiligen Nagel benötigt. Außerdem ist das Ergebnis der Maniküre nicht immer
gleich und erfüllt häufig nicht die Erwartungen des Kunden. Beispielsweise kann
die Maniküre unbeabsichtigt Nagellack auf die den Nagel umgebende Haut auf
getragen haben und/oder sie kann den Nagellack ungleichmäßig aufgetragen ha
ben.
Der häufig erhebliche Zeit- und Kostenaufwand zusammen mit den ungleich
mäßigen Ergebnissen schreckt viele Frauen davon ab, eine Maniküre in Anspruch
zu nehmen. Es besteht deshalb ein Interesse an einem Verfahren und an einer
Vorrichtung zum gleichmäßigen Maniküren von Fingernägeln auf zeitsparende
Weise und ohne einen signifikanten finanziellen Nachteil.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automati
schen Auftragen von Farbstoff auf einen unregelmäßig geformten Teil anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentan
spruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
automatischen Maniküren.
Mit diesem Aspekt der Erfindung beschäftigt sich eine Vorrichtung mit den Merk
malen des Patentanspruchs 8 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Pa
tentanspruchs 12.
Eine Weiterbildung der Erfindung beschäftigt sich mit einer Vorrichtung und ei
nem Verfahren zum automatischen Auftragen von Nagellack auf Fingernägel un
ter Erzielen eines gleichmäßigen Ergebnisses. Dies wird erreicht durch eine Vor
richtung zum automatischen Auftragen von Nagellack auf einen Fingernagel, mit
einer Abtastanordnung zum Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels, einem
Prozessor zum Analysieren und Umwandeln des Bildes in einen Bearbeitungs
pfad und mit einer Aufbringeinrichtung zum Aufbringen des Nagellacks auf den
Fingernagel unter Befolgen des Bearbeitungspfades. Die Vorrichtung hat außer
dem einen Nagellackbehälter, der nahe der Aufbringeinrichtung angeordnet ist.
Sobald die Abtastanordnung die Ränder des Fingernagels nachweist, analysiert
der Prozessor das Bild und wandelt es in einen Bearbeitungspfad um. Die Auf
bringeinrichtung, typischerweise ein Pinsel, wird dann derart gesteuert, daß der
Fingernagel mit einer festgelegten Anzahl Pinselstriche dem Bearbeitungspfad
folgend bemalt wird.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann die Vorrichtung außerdem zum
Durchführen weiterer Arbeitsgänge verwendet werden, die üblicherweise während
der Maniküre durchgeführt werden. Außerdem kann die Vorrichtung nach der Er
findung zum Aufbringen von Farbe auf ein beliebiges unregelmäßig geformtes
Teil verwendet werden.
Ein Vorteil der Erfindung ist, daß der Nagellack gleichmäßig auf den Fingernagel
aufgebracht wird, ohne daß die umgebende Haut bemalt wird.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen
stand der Unteransprüche. Sie ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei
bung unter Bezug auf die zugehörigen Figuren. Im folgenden wird ein Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum automatischen
Aufbringen von Nagellack auf einen Fingernagel als ein Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht des Fingernagels von Fig. 1 mit einem
darauf eingezeichneten Bearbeitungspfad,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Diagramms zum Steuern eines
Aufbringwerkzeugs der Vorrichtung von Fig. 1, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 mit einem
anderen Werkzeug und einer zusätzlichen Kamera zum Aufnehmen
eines Seitenbildes des Fingers.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum automatischen Aufbringen von Nagellack auf
einen Fingernagel 12. Die Vorrichtung 10 hat einen Basisteil 20 und einen be
wegbar an diesem gelagerten Werkzeugträger 22, der entlang zweier Bahnen 24
in Längsrichtung oder in Richtung der X-Achse in Bezug auf den Basisteil 20 be
wegbar ist. Die Fingernägel 12 haben jeweils einen Rand 18, wie in Fig. 2 ge
zeigt, und befinden sich jeweils an einem Finger 14 einer Hand 16.
Der Werkzeugträger 22 hat einen Werkzeughalter 26, der einen Pinsel 28 trägt
und in Auf-Ab-Richtung oder in Richtung der Z-Achse bewegbar ist, wie in Fig. 1
gezeigt. Der Werkzeugträger 22 trägt außerdem eine Digitalkamera 32, die im
wesentlichen dem Werkzeughalter 26 benachbart angeordnet ist.
Der Basisteil 20 hat eine Handauflagefläche 34 zum Tragen der Hand 16 und ei
nen Anzeiger 36 zum Sicherstellen einer geeigneten Positionierung des zu be
malenden Fingernagels 12. Der Basisteil 20 trägt außerdem einen Nagellackträ
ger 40 zum Stabilisieren eines Nagellackbehälters 42. Der Nagellackbehälter 42
hat einen Rand 44.
Wie in Fig. 3 gezeigt, hat die Vorrichtung 10 außerdem einen Prozessor 46, der
Anweisungen zum Verarbeiten eines Digitalbildes enthält. Dabei wird die Kante
18 des Fingernagels 12 definiert und basierend auf der festgelegten Kante 18
wird ein von dem Pinsel 28 zu befolgender Bearbeitungspfad bestimmt. Dabei
enthalten die Anweisungen für den Bearbeitungspfad Anweisungen für die Anzahl
der Pinselstriche 50 mit dem Pinsel 28, durch die der Fingernagel 12 mit Nagel
lack bedeckt werden soll, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Vorrichtung 10 hat außerdem
eine Steuerung 52 zum Antreiben des Werkzeugs 28 basierend auf dem von dem
Prozessor 46 ermittelten Bearbeitungspfad.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Digitalkamera 32 in Richtung der
Z-Achse nach unten bewegbar, um eine Seitenaufnahme des jeweiligen Fingers
14 aufzunehmen, damit dessen Dicke bestimmt werden kann. Es kann aber auch
eine zweite Kamera 132 vorgesehen sein, um simultan zu der Aufnahme mit der
ersten Kamera 32 eine Seitenaufnahme des Fingers 14 aufzunehmen, wie in Fig.
4 gezeigt.
Im Betrieb wird die Hand 16 auf der Handauflagefläche 34 derart plaziert, daß der
Finger 14 mit dem zu bemalenden Fingernagel 12 auf dem Anzeiger zum Finger
positionieren plaziert ist. Dadurch wird der zu bemalende Fingernagel 12 in dem
Bildaufnahmebereich der Digitalkamera 32 positioniert, wie in Fig. 1 am besten zu
sehen ist. Sobald der Fingernagel 12 geeignet positioniert ist, nimmt die Digital
kamera 32 ein Digitalbild der Draufsicht auf den Fingernagel 14 auf. An
schließend bewegt sich die Digitalkamera 32 abwärts, um eine Seitenansicht des
Fingers 14 aufzunehmen. Beide Bilder werden dann von dem Prozessor 46 ge
mäß einem darin enthaltenen Bildanalyseprogramm verarbeitet. Als erstes wird
die Kante 18 des Fingernagels bestimmt. Als nächstes wird die vertikale Position
des Fingernagels 12 an Hand der Dicke des Fingers 14 bestimmt. Nachfolgend
erzeugt der Prozessor 46 den Bearbeitungspfad, dem folgend der Pinsel 28 den
Nagellack auf den vollständigen Fingernagel 12 aufbringen soll, ohne daß dabei
die den Fingernagel umgebende Haut berührt wird. Typischerweise hat der Bear
beitungspfad vier Pinselstriche 50. Es kann aber auch eine andere Anzahl Pinsel
striche 50 vorkommen. Beispielsweise kann der Bearbeitungspfad für schmalere
Fingernägel 12 und/oder für hellere Farbtöne nur drei Pinselstriche 50 haben, wie
in Fig. 2 gezeigt.
Die Anweisungen mit den Informationen über den Bearbeitungspfad werden zu
der Steuerung 52 übertragen, die den Werkzeugträger 22 und das Werkzeug 28
in X-, Y- und Z-Richtung antreibt. Zu den Anweisungen für den Bearbeitungspfad
gehört auch die Richtung, in die der Pinsel 28 Nagellack aus dem auf dem Ba
sisteil 20 angeordneten Nagellackbehälter 42 entnimmt und in der überschüssiger
Nagellack aus dem Pinsel 28 entfernt wird. Folglich wird der Werkzeughalter 26
mit dem Pinsel 28 in Richtung der Y-Achse entlang dem Werkzeugträger 22 be
wegt, der wiederum in Richtung der X-Achse entlang den Bahnen 24 bewegt wird,
um den Pinsel 28 über dem von dem Nagellackträger 40 getragenen Nagellack
behälter 42 zu positionieren. Der Werkzeughalter 26 mit dem Pinsel 28 wird dann
in Richtung der Z-Achse in den Nagellackbehälter 42 abgesenkt. Anschließend
wird der Pinsel 28 aus dem Nagellackbehälter 42 gehoben und überschüssiger
Nagellack wird durch Abstreichen an dem Rand 44 des Behälters 42 entfernt. Da
nach wird der Pinsel 28 über den Fingernagel 12 bewegt. Der Pinsel 28 folgt dann
den vorhergehend erstellten Daten, um die vorbestimmte Anzahl Pinselstriche 50
auf dem Fingernagel 12 aufzutragen.
An Stelle des Pinsels 28 kann auch ein anderer Typ eines Werkzeugs 128 ver
wendet werden, wie z. B. eine Polierscheibe oder eine Feile, um weitere Arbeits
gänge durchzuführen, die typischerweise bei einer Maniküre durchgeführt wer
den, wie in Fig. 4 gezeigt.
Die Erfindung gewährleistet die Gleichmäßigkeit bei dem alten Vorgang der Mani
küre. Die Vorrichtung 10 nach der Erfindung gewährleistet, daß der Nagellack
gleichmäßig aufgetragen wird und daß nur der Fingernagel 12 mit dem Nagellack
bedeckt wird und nicht die den Fingernagel 12 umgebende Haut.
Außerdem kann die Vorrichtung nach der Erfindung für jede Art des Bemalens ei
nes unregelmäßig geformten Teils verwendet werden.
Auch wenn bei der Erfindung jede beliebige Digitalkamera verwendet werden
kann, ist ein verwendeter Typ die Connectix QuickCam Bildaufnahmeeinrichtung
der Connectix Corp. mit Sitz in San Mateo, Kalifornien.
Auch wenn in der vorstehenden Beschreibung ein spezielles Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, sind zahlreiche Abwand
lungen möglich. Beispielsweise kann der Nagellackbehälter 42 auch an dem
Werkzeugträger 22 befestigt und daran gelagert sein. Es können auch mehrere
Nagellackbehälter 42 verwendet werden. In diesem Fall können die Bearbei
tungspfadanweisungen auch die Richtungen enthalten, in die der Pinsel 28 zum
Zugriff auf den gewünschten Nagellackcontainer 42 bewegt werden muß. Außer
dem kann der Nagellack auch mit einer Spritzpistole oder einem Maßabgabesy
stem aufgebracht werden, das z. B. einen Schlauch mit Nagellack und eine Pumpe
enthält.
Claims (12)
1. Vorrichtung (10) zum automatischen Aufbringen eines Farbstoffes auf einen
unregelmäßig geformten Teil (12), mit einer Nachweiseinrichtung (32) zum
Aufnehmen eines Bildes des unregelmäßig geformten Teils (12), einem
Prozessor (46) zum Auswerten und Umwandeln des Bildes in einen Bear
beitungspfad, und mit einer Aufbringeinrichtung (28) zum Aufbringen des
Farbstoffes auf den unregelmäßig geformten Teil (12) unter Befolgen des
Bearbeitungspfades.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unregel
mäßig geformte Teil ein Fingernagel (12) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Nagellackbe
hälter (42) in der Nähe der Aufbringeinrichtung (28), um diese mit Nagellack
zu versorgen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nachweiseinrichtung eine Digitalkamera (32) ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nachweiseinrichtung (32) zum Nachweisen der vertikalen
Positionierung des unregelmäßig geformten Teils (12) bewegbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch eine zweite Nachweiseinrichtung (132) zum Nachweisen der vertika
len Positionierung des unregelmäßig geformten Teils (12).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch eine Steuerung (52) zum Steuern der Bewegung der Aufbringeinrich
tung (28).
8. Vorrichtung zum automatischen Maniküren mehrerer Fingernägel, mit einer
Nachweiseinrichtung (32) zum Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels
(12), einem Prozessor (46) zum Auswerten und Umwandeln des Bildes, um
eine Kante (18) und einen Bearbeitungspfad zu bestimmen, und mit einem
Werkzeug (128) zum Durchführen eines Bearbeitungsvorganges an dem
Fingernagel (12) in Übereinstimmung mit der Kante (18) und dem Bearbei
tungspfad.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug
ein Pinsel (28) zum Aufbringen von Nagellack auf den Fingernagel (12) ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug
(128) eine Nagelfeile zum Feilen des Fingernagels (12) ist.
11. Verfahren zum Aufbringen eines Farbstoffes auf einen unregelmäßig ge
formten Teil (12), mit den Schritten:
Aufnehmen eines Bildes des unregelmäßig geformten Teils (12),
Bestimmen der Kante (18) des unregelmäßig geformten Teils (12) basierend auf dem Bild,
Bestimmen eines Bearbeitungspfades zum Aufbringen mehrerer Pinselstri che (50) entlang und innerhalb der Kanten (18) des unregelmäßig geformten Teils (12), und
Bemalen des unregelmäßig geformten Teils (12) entsprechend dem Bear beitungspfad.
Aufnehmen eines Bildes des unregelmäßig geformten Teils (12),
Bestimmen der Kante (18) des unregelmäßig geformten Teils (12) basierend auf dem Bild,
Bestimmen eines Bearbeitungspfades zum Aufbringen mehrerer Pinselstri che (50) entlang und innerhalb der Kanten (18) des unregelmäßig geformten Teils (12), und
Bemalen des unregelmäßig geformten Teils (12) entsprechend dem Bear beitungspfad.
12. Verfahren zum automatischen Maniküren eines Fingernagels (12), mit den
Schritten:
Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels (12),
Bestimmen der Kante (18) des Fingernagels (12) auf der Basis des Bildes,
Bestimmen eines Bearbeitungspfades zum Durchführen eines Bearbei tungsganges an dem Fingernagel (12) und zum Aufbringen mehrerer Pinsel striche (50) entlang und innerhalb der Ränder (18) des Fingernagels (12), Durchführen der Bearbeitungsgänge an dem Fingernagel (12) mit einem Werkzeug (128) entlang und innerhalb der Ränder (18) des Fingernagels (12), und
Bemalen des Fingernagels (12) in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungs pfad.
Aufnehmen eines Bildes des Fingernagels (12),
Bestimmen der Kante (18) des Fingernagels (12) auf der Basis des Bildes,
Bestimmen eines Bearbeitungspfades zum Durchführen eines Bearbei tungsganges an dem Fingernagel (12) und zum Aufbringen mehrerer Pinsel striche (50) entlang und innerhalb der Ränder (18) des Fingernagels (12), Durchführen der Bearbeitungsgänge an dem Fingernagel (12) mit einem Werkzeug (128) entlang und innerhalb der Ränder (18) des Fingernagels (12), und
Bemalen des Fingernagels (12) in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungs pfad.
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