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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Folienprägemaschine und ein Verfahren für den Betrieb der Folienprägemaschine.
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2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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Mithilfe einer Heißprägemaschine können Beschriftungen oder dekorative Muster auf einem Artikel hergestellt werden; dabei wird eine Folie zwischen einem erhitzten Prägeelement und der Oberfläche des Artikels gepresst.
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Die Heißfolienprägung von Titeln, Autoren und anderen Informationen auf Bucheinbänden wird herkömmlicherweise von Vertragsbuchbindereien und Druckereien ausgeführt. Eine Reihe von Buchstaben und Schrifttypen werden entweder von Hand oder mithilfe einer automatischen Typengießmaschine in einem Setzkasten angeordnet, oder es wird eine geätzte Metall-Matrize hergestellt. Der fertige Setzkasten oder die Matrize wird in eine Prägeposition gebracht, wo ein Gesamtabdruck, zum Beispiel vom Buchtitel, Autor, Berichtsnamen und der Nummer gleichzeitig auf der Vorderseite und/oder dem Rücken des Buches aufgeprägt wird.
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Bei manuellen Heißprägemaschinen, die für kleine Mengen von beispielsweise 1–100 Gegenständen vorgesehen sind, steht der Bediener über der Maschine und platziert den Artikel manuell in der richtigen Position und Ausrichtung zum Prägen, indem von oben auf den Artikel schaut und dabei mithilfe eines Hebels die Prägematrize auf den zu prägenden Artikel senkt. Normalerweise ist für den Betrieb von manuellen Folienprägemaschinen ein ausgebildeter Bediener erforderlich. Andere halbautomatische Prägemaschinen werden nach der empirischen „Cut-and-Try“-Methode kalibriert, indem ein oder mehrere Anlagepunkte vorab ausgerichtet werden, ein oder mehrere zu prägende Artikel eingelegt werden und der Prozess wiederholt wird, indem man weiter Artikel prägt, bis die Maschine richtig ausgerichtet ist. Eine solche Kalibrierungsmethode erzeugt Produktionsabfälle, die nur für große Volumen vertretbar sind.
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Es besteht daher ein Bedarf für eine Folienprägemaschine, die keinen Facharbeiter für das Positionieren und Ausrichten der zu prägenden Artikel erfordert und während der Kalibrierung keine Produktionsabfälle erzeugt.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Durch diese Erfindung werden verschiedene Prägemaschinen bereitgestellt, die dafür konfiguriert sind, mit einem Prägekopf auf einem Artikel zu prägen. Die Prägemaschine umfasst eine Kamera und ein Computersystem. Das Computersystem umfasst einen Bildschirm. Das Computersystem ist so konfiguriert, dass es über die Kamera vor dem Prägen ein Bild des Artikels erfasst und das Bild auf dem Bildschirm darstellt. Ein Benutzer wählt mithilfe des Computersystems vor dem Prägen auf dem Artikel ein Symbol aus. Der Benutzer positioniert mithilfe des Computersystems das ausgewählte Symbol, das als angezeigtes Symbol auf dem Bild des Artikels überlagert wird.
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Die Prägemaschine kann zuvor so kalibriert werden, dass sie die auf dem Artikel positionierte Prägung in derselben Position und Ausrichtung ausführt wie bei dem angezeigten Symbol, das über das Bild des Artikels gelegt und dem Benutzer vor dem Prägen angezeigt wird.
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Eine Arbeitsfläche kann in einer Ebene angeordnet sein. Der Artikel kann vor dem Prägen auf der Arbeitsfläche befestigt werden. Die Arbeitsfläche kann in der Ebene seitlich bewegt werden. Der Prägekopf kann auf mindestens einer Rotationsachse befestigt werden. An einer Außenfläche des Prägekopfes sind mehrere Relief-Matrizen befestigt. Die Matrizen können einzeln gegenüber dem zu prägenden Artikel positioniert werden, wenn mindestens ein Symbol vom Benutzer ausgewählt wird, das mindestens einer der Matrizen entspricht. In dem Prägekopf kann ein Heizelement angeordnet sein, das betrieben werden kann, um den Prägekopf vor dem Prägen oder währenddessen zu erhitzen. Ein Abstandssensor kann so angepasst sein, dass er vor dem Prägen oder währenddessen den Längsabstand zu einer Oberfläche des Artikels und/oder der Arbeitsfläche misst. Ein Laser kann an einem festen Querträger befestigt sein, welcher dafür angepasst ist, vor dem Prägen oder währenddessen eine Linie auf den Artikel zu projizieren. Ein Halteelement kann dafür angepasst sein, den Artikel sicher auf der Arbeitsfläche zu halten. Ein Messgeber kann an dem Halteelement montierbar sein. Der Messgeber kann so betrieben werden, dass es den Längsabstand zwischen der Arbeitsfläche und der oberen Fläche des Artikels misst. Ein Mechanismus kann unter der Kontrolle des Computersystems eine Folie zwischen dem Artikel und dem Prägekopf einführen. Die Folie kann in einer zuvor festgelegten Tiefe in eine Oberfläche des Artikels eingebettet werden. Der Prägekopf kann um eine einzelne Rotationsachse drehbar sein, um die Matrize gegenüber dem zu prägenden Artikel zu positionieren, und der Einführmechanismus ist so konfiguriert, dass er die Folie in einer Richtung einführt, die parallel zu der einzelnen Rotationsachse ist.
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In dieser Erfindung werden verschiedene Verfahren zur Benutzung einer Prägemaschine bereitgestellt, welche einen Prägekopf, eine Kamera und ein Computersystem umfasst. Das Computersystem umfasst einen Bildschirm. Die Kamera erfasst ein Bild des Artikels. Das Bild wird auf dem Bildschirm angezeigt. Ein Symbol wird von einem Benutzer mithilfe des Computersystems ausgewählt, um einen Artikel zu prägen. Das ausgewählte Symbol wird als ein angezeigtes Symbol, das auf dem Bildschirm über das Bild des Artikels gelegt wird, positioniert und ausgerichtet. Die Prägemaschine wird zuvor so kalibriert, dass sie die auf dem Artikel positionierte und ausgerichtete Prägung in derselben Position und Ausrichtung ausführt wie bei dem angezeigten Symbol, das über das Bild des Artikels gelegt ist und dem Benutzer angezeigt wird. Der Prägekopf kann auf mindestens einer Rotationsachse befestigt werden. An einer Außenfläche des Prägekopfes können mehrere Relief-Matrizen angeordnet sein. Unter der Kontrolle des Computersystems wird mindestens eine der Matrizen einzeln gegenüber dem zu prägenden Artikel positioniert, wenn mindestens ein vom Benutzer ausgewähltes Symbol mindestens einer der Matrizen entspricht. Der Prägekopf wird während des Prägens von innen erhitzt. Der Artikel kann auf einer Arbeitsfläche befestigt werden, die in einer Ebene angeordnet ist und unter der Kontrolle des Computersystems kann der Artikel in der Ebene seitlich bewegt werden.
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Der Längsabstand zu einer Oberfläche des Artikels kann vor dem Prägen oder währenddessen gemessen werden. Eine Folie kann zwischen dem Artikel und dem Prägekopf und unter der Kontrolle des Computersystems eingeführt werden; das Prägen kann durch Einbetten der Folie in einer zuvor festgelegten Tiefe in eine Oberfläche des Artikels ausgeführt werden. Der Prägekopf kann um eine einzelne Rotationsachse rotieren, um die Matrize gegenüber dem zu prägenden Artikel zu positionieren, und die Folie kann in einer Richtung eingeführt werden, die parallel zu der einzelnen Rotationsachse ist.
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Die vorstehenden und/oder andere Aspekte sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird hierin rein beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 ein Blockdiagramm eines Computersystems zeigt, das mit einer Folienprägemaschine nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
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2 eine isometrische Perspektivzeichnung zeigt, die Einzelheiten einer Folienprägemaschine nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 einen Bildschirm eines Computersystems zeigt, das operativ mit der Folienprägemaschine nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
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4 eine seitliche Querschnittsansicht zeigt, die genauere Einzelheiten einer Welle und eines Gehäuses darstellt, die mithilfe eines Blocks mechanisch an einem Querträger befestigt sind, nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung.
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4a eine seitliche Teilansicht einer alternativen Ausführungsform einer Matrize/eines Gehäuses einer Folienprägemaschine nach einem Merkmal der Erfindung zeigt.
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5 eine Draufsicht der Rückseite einer Folienprägemaschine nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachstehend werden die Merkmale der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben und Beispiele dafür werden in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche Referenznummern immer gleiche Elemente bezeichnen. Die nachstehend beschriebenen Merkmale dienen der Erklärung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren.
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Vor der detaillierten Beschreibung der Merkmale der Erfindung wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten beschränkt ist, die in der nachstehenden Beschreibung dargelegt oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung kann auch andere Merkmale haben oder auf verschiedene Art und Weise umgesetzt oder ausgeführt werden. Außerdem versteht es sich, dass die hier genutzten Wendungen und Termini dem Zweck der Beschreibung dienen und nicht als einschränkend zu betrachten sind.
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Einleitend beziehen sich verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine Folienprägemaschine mit einer computergesteuerten visuellen Schnittstelle. Die visuelle Schnittstelle ermöglicht die genaue Platzierung und Ausrichtung der zu prägenden Artikel. Die visuelle Schnittstelle umfasst eine Kamera, die den zu prägenden Artikel aufnimmt, und eine visuelle Anzeige der Bildaufnahmen von der Kamera. Die Kamera, die Prägemaschine und die visuelle Anzeige sind mit einem Computersystem verbunden und werden durch dieses gesteuert. Der Benutzer kann über den Computer und die visuelle Schnittstelle eine Schriftart für alphanumerische Zeichen oder andere Symbole für das Prägen, die Abstände zwischen den Symbolen und die Tiefe der Prägung auswählen.
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Nach einer einmaligen Kalibrierung stellt das System eine visuelle Schnittstelle nach dem Prinzip „What you see is what you get“ (WYSIWYG – wirklichkeitsgetreue Darstellung) bereit, die es Benutzern mit minimaler Ausbildung ermöglicht, Symbole ihrer Wahl, die auf den Artikel geprägt werden sollen, über das Computersystem und die visuelle Schnittstelle einfach und genau zu positionieren.
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Im Folgenden beziehen wir uns auf 1, die ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Computersystems 10 darstellt, das mit einer Folienprägemaschine 30 nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung verbunden oder in dieser integriert ist. Das Computersystem 10 umfasst einen Prozessor 101, einen Speichermechanismus einschließlich eines Speicherbusses 107 zum Ablegen von Informationen in einem Speicher 109 sowie die Schnittstellen 105a und 105b, die operativ durch einen Peripherie-Bus 103 mit dem Prozessor 101 verbunden sind. Die Folienprägemaschine 30, wie abgebildet, ist bidirektional über eine Schnittstelle 105a mit dem Computersystem verbunden. Das Computersystem 10 umfasst weiter einen Mechanismus zur Dateneingabe 111, z.B. ein Laufwerk für ein computerlesbares Medium 113, z.B. eine optische Speicherplatte. Der Dateneingabemechanismus 111 ist durch einen Peripherie-Bus 103 operativ mit dem Prozessor 101 verbunden. Operativ mit dem Peripherie-Bus verbunden 103 ist die Video-Karte 114. Der Ausgang der Videokarte 114 ist operativ mit dem Eingang des Bildschirms 116 verbunden. Eine Benutzerschnittstelle 11, z.B. Maus/Tastatur ist in Verbindung mit der Schnittstelle 105b abgebildet.
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Im Folgenden beziehen wir uns auf 2, die eine isometrische Perspektivzeichnung zeigt, welche Details der Folienprägemaschine 30 nach Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellt. Es ist eine bewegliche Arbeitsfläche 312 dargestellt, die auf einer Basis 310 befestigt ist. Die Arbeitsfläche 312 kann durch Schrittmotoren (nicht abgebildet), die jeweils mechanisch an Gewindespindeln angebracht sind, in der X- und Y-Richtung bewegt werden, typischerweise horizontal. Ein Schrittmotor ist eine elektromagnetische Vorrichtung, die digitale Impulse in präzise mechanische Wellenrotationen umwandelt, um so Gewindespindeln anzutreiben. Der Schrittmotor kann einen Impulszähler oder eine Steuerung umfassen, bei dem/der es sich um einen Mikroprozessor handelt, der Wegpulse und Richtungssignale für einen Treiber erzeugen kann. Der Treiber (oder Verstärker) wandelt die Steuersignale des Impulszählers in die Energie um, die benötigt wird, um die Motorwindungen des Schrittmotors unter Spannung zu setzen. Die Schrittmotoren, die für den Antrieb von Gewindespindeln genutzt werden, sind mit einem Programm verbunden, das in dem Speicher 109 des Computersystems 10 gespeichert ist, und/oder werden durch dieses gesteuert. Die vertikalen Elemente 306 und 328 sind mechanisch an einer Basis 310 und den Querträgern 304 und 330 befestigt. Der Querträger 308 ist über eine Gewindespindel 302d und einen damit verbundenen Schrittmotor (nicht abgebildet) in der Z-Richtung beweglich, typischerweise vertikal. An einem festen Querträger 330 ist eine Kamera 34 befestigt, die Bilder einer Arbeitsfläche 312 bereitstellt. Eine Passmarke 314 ist auf der Arbeitsfläche 312 eingraviert oder markiert dargestellt. Alternativ kann eine Passmarke 314 wie zum Beispiel eine projizierte Linie oder ein projiziertes Kreuz auf der Arbeitsfläche 312 durch eine Laserpointer-Einheit (nicht abgebildet) bereitgestellt werden, die an einem festen Querträger 330 montiert ist. Ein zu prägender Artikel 31 nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist auf der Arbeitsfläche 312 befestigt dargestellt. Die Kamera 34 kann eine Kamera mit kurzer Brennweite und großem Arbeitsabstand sein, die mit dem Computersystem 10 verbunden ist, um Bilder der Arbeitsfläche 312 bereitzustellen, einschließlich der Passmarke 314 und/oder des Artikels 31. Ein Abstandssensor 39, z.B. ein Lasersensor, kann ebenfalls ab den festen Querträger 330 befestigt sein; dieser ist in der Lage, den Abstand zur Arbeitsfläche 312 und/oder dem Artikel 31 zu erkennen. Alternativ kann der Abstand zur Oberfläche des zu prägenden Artikels 31 im Verhältnis zur Ebene der Arbeitsfläche 312 gemessen werden und ein Abstandssensor (nicht abgebildet) kann einen Lineargeber umfassen, der in einem Element (nicht abgebildet) integriert ist, welches so konfiguriert ist, dass es den Artikel 31 vor dem Prägen fest auf der Arbeitsfläche 312 hält.
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Die Folie 33 ist zum Einführen zwischen der Matrize 320 und dem Artikel 31 während des Prägens dargestellt. Einem Aspekt der vorliegenden Erfindung nach kann die Folie 33 entlang der X-Achse durch einen Einführmechanismus (nicht abgebildet) eingeführt werden. In einem alternativen Aspekt der Erfindung wird die Folie 33 durch einen Einführmechanismus (nicht abgebildet) entlang der Y-Achse eingeführt, d.h. die Folie 33 wird in einer Richtung eingeführt, die parallel zur Rotationsachse (Y) der Prägematrize 320 ist.
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Eine Prägematrize 320 und ein Gehäuse 322, an dem die Prägematrize 320 befestigt ist, sind computergesteuert um eine Welle 324 drehbar, die parallel zur XY-Ebene sein kann, um die Symbole zum Prägen auszuwählen. Die Matrize 320 ist mit Symbolen, d.h. alphanumerischen Zeichen 32 im Relief dargestellt. Alternativ kann es sich bei den Zeichen 32 um fotolitographische Druckplatten handeln, die an der Matrize 320 befestigt werden können. Die Matrize 320 kann aus Messing oder einem anderen geeigneten Metall und/oder einer Metalllegierung bestehen. In ähnlicher Weise kann das Gehäuse 322 aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall und/oder einer Metalllegierung oder einem anderen wärmeleitfähigen Material bestehen.
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Näherungssensoren (nicht abgebildet) können so angebracht sein, dass sie das Ende der jeweiligen Gewindespindeln erkennen und als Sicherheitsschalter fungieren.
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Im Folgenden beziehen wir uns auf 3, die den Bildschirm 116 als Teil des Computersystems 10 darstellt, welches operativ mit der Folienprägemaschine 30 nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung verbunden ist. Der Bildschirm 116 zeigt ein Bild 605 nach dem Prinzip „What you see is what you get“ (WYSIWYG – wirklichkeitsgetreue Darstellung), welches das Bild 314a einer Passmarke 314 und das Bild 31a des zu prägenden Artikels 31 umfasst. Rechts befindet sich ein Menü 35, das eine einmalige Kalibrierung der auf dem Bildschirm 116 bereitgestellten visuellen Schnittstelle umfasst, die anschließend die genaue Positionierung von alphanumerischen Zeichen oder anderen beliebigen Symbolen zum Prägen auf dem Artikel 31 ermöglicht. Das Menü 35 ermöglicht es dem Benutzer zusätzlich, die Arbeitswegtiefe der Matrize 320 und der Folie 33 in den Artikel 31 einzustellen, die Temperatur der Matrize 320 einzustellen, die alphanumerischen Zeichen 32 festzulegen, die auf den Artikel 31 geprägt werden sollen, sowie die Abstände zwischen den alphanumerischen Zeichen 32 und/oder die Formatierung der alphanumerischen Zeichen 32. Eine Betriebstemperatur der Matrize 320 kann mit dem Computersystem 10 oder unabhängig von dem Computersystem 10 eingestellt werden. Die Kamera 34 kann auch nach dem Prägen eines Artikels 31 dazu genutzt werden, ein Bild von dem geprägten Artikel 31 zu erfassen, um einen Vergleich zwischen dem Bild nach dem Prägen und dem Bild 31a auf dem Bildschirm 116 vor dem Prägen zu ermöglichen.
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Im Folgenden beziehen wir uns auf 4, die eine seitliche Querschnittsansicht 40 zeigt, welche weitere Einzelheiten der Prägemaschine 30 darstellt. Welle 324 und Gehäuse 322 sind, nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung, über Block 46 mechanisch an dem Querträger 308 befestigt. Block 46 ist an dem Querträger 308 befestigt und ist linear in Richtung der Z-Achse beweglich, um das Prägen von Zeichen 32 in den Artikel 31 zu ermöglichen. Die Bewegung von Block 46 in der Richtung der Z-Achse kann durch einen Linearantrieb bereitgestellt werden. Der Linearantrieb wandelt eine Winkeldrehung (von einem Motor) in eine lineare Bewegung um. Bei dem Linearantrieb kann es sich um einen Nockenantrieb, Rad und Achse, ein Schneckengewinde oder irgendeinen nach dem Stand der Technik bekannten Linearantrieb handeln. Das Gehäuse 322 ist befestigt an der Welle 324 und die Matrize befestigt an dem Gehäuse 322 dargestellt. Wenn die Matrize 320 von dem Gehäuse 322 entfernt wird, kann ein Heizelement 42 durch eine Öffnung in dem Gehäuse 322 positioniert und in dem Gehäuse eingesetzt und/oder erneut eingesetzt werden. Die Öffnung in dem Gehäuse 322 ermöglicht weiter das Anschließen von elektrischen Leitungen 49a und 49b an das Heizelement 42. Die Leitungen 49a und 49b werden durch die Bohrung in der Welle 324 geführt. Das andere Ende der Leitungen 49a und 49b sind mit einem drehbaren elektrischen Anschluss verbunden 48 (nicht im Querschnitt abgebildet). Der drehbare elektrische Anschluss 48 ermöglicht die Stromversorgung des Heizelements 42 über die Leitungen 49c und 49d, während sich die Welle 324, das Gehäuse 322 und die Matrize 320 um die Welle drehen 324. Wie Wärme von dem Heizelement 42 wird durch das Gehäuse 322 in die Matrize 320 geleitet. An der Matrize 320 kann ein Temperatursensor angebracht sein, welcher mit einem Temperatursensor verbunden sein kann, um die Stromzufuhr zu dem Heizelement 42 zu steuern, oder der Temperatursensor kann mit dem Computersystem 10 verbunden sein, sodass das Computersystem 10 die Stromzufuhr zu dem Heizelement 42 steuert. Das Drehmoment wird von einem Schrittmotor (nicht abgebildet) über einen Zahnriemen 52 auf die Welle 324 übertragen.
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Die Rotation der Welle 324 wird durch Lager 45 unterstützte, die in dem Block 46 untergebracht sind, welcher an dem Querträger 308 befestigt ist. Der Block 46 ist mithilfe einer Gewindespindel 302c, die mechanisch mit einem Schrittmotor (nicht abgebildet) verbunden ist, entlang der X-Achse beweglich.
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Im Folgenden beziehen wir uns auf 4a, die eine seitliche Teilansicht 40a einer alternativen Ausführungsform für Matrize 320 und Gehäuse 322 der Prägemaschine 30 nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt. Die alternative Ausführung sieht mehrere Zeichensätze 32 vor; beispielhaft dargestellt sind fünf Sätze aus wählbaren Zeichen 32G, 32H, 32I, 32J und 32K, die jeweils die Achsen G, H, I, J und K haben. Jede der Achsen G, H, I, J und K der wählbaren Zeichen 32G, 32H, 32I, 32J und 32K sind am Punkt P und in dem Winkel 0 um die X-Achse drehbar, sodass ein ausgewählter Zeichensatz 32 parallel zur vertikalen Achse Z ist. Die Auswahl jedes einzelnen Zeichens 32 aus den jeweils auswählbaren Zeichen 32G, 32H, 32I, 32J und 32K erfolgt durch Drehen der Welle 324, die sich um die Y-Achse dreht. Die Folie 33 kann in einer Richtung eingeführt werden, die parallel zur Rotationsachse Y der Prägematrize 320 ist, oder die Folie 33 kann in einer Richtung eingeführt werden, die parallel zur Rotationsachse X der Prägematrize 320 ist, sodass der Artikel 31, der sich auf der Arbeitsfläche 312/Basis 310 befindet, von der Matrize 320 geprägt werden kann. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass die Folie 33, die in einer Richtung parallel zur Rotationsachse (Y) und nicht parallel zur X-Achse eingeführt wird, das unabsichtliche Prägen oder Markieren der Folie 33 mit den Zeichen 32a/32b auf jeder Seite des Zeichens 32, das in diesem Moment in die Oberfläche des Artikels 31 geprägt wird, verhindern kann.
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Eine weitere Alternative für die Matrize 320/das Gehäuse 322 ist es, eine „Golfball-“ oder andere runde Form zu haben, wobei die Oberfläche des „Golfballs“ mehrere Zeichen 32 hat, die durch Bewegung um einen Punkt P mit Bezug auf die Rotationsachsen X, Y und Z ausgewählt werden können. Alternativ kann die Welle 324 parallel zur Z-Achse sein und es können in ähnlicher Weise mehrere Zeichen 32 durch Bewegung um den Punkt P mit Bezug auf die Rotationsachsen X, Y und Z auswählbar sein.
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Im Folgenden beziehen wir uns auf 5, die eine Draufsicht 50 der Rückseite der Prägemaschine 30 nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigt. Block 46 ist an dem Querträger 308 befestigt dargestellt, welcher in Richtung der Z-Achse beweglich ist. In der Draufsicht 50 ist der drehbare Anschluss 48 entfernt und nicht abgebildet. Der Zahnriemen 52 verbindet den Drehmomentausgang des Schrittmotors 54 mit der Welle 324 über Nocken 47 (für jede Welle ist nur eine abgebildet) an der Welle 324 und der Welle des Schrittmotors 54. Die Drehung der Welle 324 dreht auch das Gehäuse 322, die Matrize 320 und die alphanumerischen Zeichen 32. Die Folie 33 wird in der Darstellung parallel zur Rotationsachse (Y) der Prägematrize 320 eingeführt.
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Im Folgenden beziehen wir uns auf 6, die ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 600 nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Verfahren 600 beginnt mit einer einmaligen Kalibrierung der Prägemaschine. Die Kalibrierung 601 umfasst die Zuordnung von XY-Koordinaten auf der Arbeitsfläche 312 zu xy-Koordinaten im Bildraum der Bilder von der Arbeitsfläche 312, die von der Kamera 34 bereitgestellt werden. Die Zuordnung hängt mindestens implizit von der Position und Ausrichtung der Kamera 34 in Bezug auf die Arbeitsfläche 312, der Brennweite der Kamera 34 und der Pixelgröße und -form des Bildsensors in der Kamera 34 ab. Mithilfe von nach dem Stand der Technikbekannten Verfahren der Bildverarbeitung kann die Zuordnung anhand einer Anzahl an Passmarken 314 und Bildern davon 314a relativ einfach und genau ausgeführt werden. Die Zuordnung kann außerdem eventuelle spezifische Verzerrungen der Kamera 34 und Verzerrungen aufgrund des Kamerawinkels beseitigen, falls die optische Achse der Kamera 34 nicht lotrecht zur Arbeitsfläche 314 ist. Nachdem die Kalibrierung 601 durchgeführt wurde, kann die Zuordnung dazu genutzt werden, reale Entfernungen wie beispielsweise die Abmessungen der zum Prägen genutzten Schriftarten und die Abstände zwischen den Symbolen zu ermitteln.
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In Schritt 603 wird der Artikel 31 auf der Arbeitsfläche 312 befestigt. Der Artikel 31 kann ein Bucheinband sein, auf bzw. in dem zum Beispiel der Name des Buchbesitzers an einer bestimmten Stelle des Einbands auf-/eingeprägt werden soll. Der zu prägende Artikel 31 kann mithilfe einer Spannvorrichtung auf der Arbeitsfläche 312 platziert und gesichert werden. Die Spannvorrichtung gewährleistet anschließend die korrekte Platzierung ähnlicher Artikel 31, wenn die gleichen Teile 31a wiederholt mit denselben oder anderen Abfolgen und Formaten von alphanumerischen Zeichen geprägt werden sollen 32.
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In Schritt 604 wird ein Bild des befestigten zu prägenden Artikels 31 erfasst. Das Computersystem 10 fordert den Benutzer dazu auf (Schritt 606) das Symbol auszuwählen, z.B. Schriftart und Größe der alphanumerischen Zeichen. Schritt 604 kann euch eine Aufforderung des Benutzers zum Austauschen der Matrize 320 umfassen, indem er die Matrize 320 aus dem Gehäuse 322 entnimmt, sodass die alphanumerischen Zeichen 32 physisch mit den alphanumerischen Zeichen 32 übereinstimmen, die in Schritt 606 ausgewählt wurden.
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In Schritt 607 wird außerdem der Abstand zwischen den alphanumerischen Zeichen 32 in der Software ausgewählt.
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Wenn der Benutzer mit der Auswahl der Symbole fertig ist (Entscheidungsblock 608), z.B. der alphanumerischen Zeichen 32, kann in Schritt 609 vom Benutzereine Prägetiefe ausgewählt werden. Die Tiefe kann auf Grundlage des Abstands zur Arbeitsfläche 312 oder zum Artikel 31, der vom Sensor 39 gemessen wurde, festgelegt werden. In Schritt 615 wird die Prägung in der angezeigten Position und Ausrichtung ausgeführt.
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In der nachstehenden Beschreibung wird als Beispiel der Titel eines Buches auf einen Bucheinband geprägt, der zuvor mit den Schritten des Verfahrens 601 kalibriert wurde. Ein alphanumerisches Zeichen wird (Schritt 606) als Teil einer Reihe von alphanumerischen Zeichen, die auf den Bucheinband geprägt werden sollen, ausgewählt. Die Worte des Titels werden in das Computersystem 10 eingegeben. Der Benutzer kann sehen, ob die Buchstaben des Titels zur Breite des Bucheinbands passen, und ob die Buchstaben richtig positioniert sind. Die Benutzerschnittstelle des Computersystems 10 ermöglicht es zum Beispiel, den Titel zweizeilig und mittig anzuordnen und/oder neu zu positionieren. Nachdem der Benutzer das Format und die Position des Titels bestätigt hat, kann der Titel durch die Steuerung des Schrittmotors zum Einbetten der Matrize 320 und der Folie 33 in der richtigen Position, Ausrichtung und Tiefe in den Bucheinband auf diesem aufgeprägt werden.
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Die hierin verwendeten unbestimmten Artikel „eine“ und „ein“, wie zum Beispiel „eine Kamera“, „ein Bild“, haben die Bedeutung „ein oder mehrere“, das heißt, „eine oder mehrere Kameras“, „ein oder mehrere Bilder“.
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Der hierin verwendete Begriff „alphanumerische Zeichen“ umfasst alle Buchstaben des Alphabets und alle Zahlen.
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Der hierin verwendete Begriff „Symbol“ bezieht sich auf eine bestimmte Schriftart und Größe eines alphanumerischen Zeichens oder anderweitige Vorlagen oder Zeichen, bei denen es sich nicht unbedingt um alphanumerische Zeichen handeln muss.
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Der hierin verwendete Begriff „seitlich“ bezieht sich auf eine Bewegung in einer geometrischen Ebene, welche die Oberfläche des zu prägenden Artikels umfasst.
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Obwohl ausgewählte Merkmale der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Merkmale beschränkt ist. Vielmehr wird darauf hingewiesen, dass diese Merkmale verändert werden können, ohne von den Prinzipien und der Absicht der Erfindung abzuweichen, deren Umfang durch die Patentansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
