DE2045114B2

DE2045114B2 - Vorrichtung zum erstellen eines die kontur eines modells beschreibenden datentraegers

Info

Publication number: DE2045114B2
Application number: DE19702045114
Authority: DE
Inventors: James R Dayton Ohio Coggin (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-09-12
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1978-01-26
Also published as: FR2061306A5; GB1328536A; US3629558A; DE2045114A1; SE358040B; CA924813A

Description

der sämtliche für die Bahnsteuerung des Werkzeugs erforderlichen Informationen enthält. Eine Auswahl aus den beim Abtasten gewonnenen Daten in Abhängigkeit von dem Verlauf der Oberflächenkontur des abzutastenden Modells ist nicht angesprochen.

Aus der US-PS 34 23 656 ist eine Interpolationsvorrichtung für Werkzeugmaschinen bekannt, der mittels eines bereits erstellten Datenträgers Daten zugeführt werden und die aus diesen bereits vorhandenen Daten andere Daten interpoliert, d. h. die Interpolationsvorrichtung bestimmt, wie das Werkzeug der Werkzeugmaschine auf die von dem Datenträger zugeführten Informationen reagieren soll. Die Interpolation findet in Abhängigkeit von der internen Programmierung des Interpolators statt So kann die interpolierte Bahn einer Geraden entsprechen, die zwei durch entsprechende Kooridnatensätze auf dem Datenträger bestimmte Punkte verbindet. Bei der US-PS 34 23 656 handelt es sich stets um Interpolation längs einer Krümmung, die durch das theoretische Biegeverhalten eines Balkens bestimmt ist. Derartige Kurven können auch durch Polygonzüge angenähert werden.

Schließlich ist aus dem Aufsatz »Adapted Data Compression« aus der Zeitschrift »Proceedings of the IEEE«, Bd. 55, Nr. 3, März 1967, Seiten 267-277 ein Verfahren zur Datenkompression im Bereich von Wortübermittlung, Bildübermittlung und Telemetrie-Übermittlung bekanntgeworden. Ein zur Verfügung stehender Datensatz wird »gesamplet«. Es wird zwischen dem ersten gesendeten Wert und dem zweiten M abgefragten Datenwert nach dem gesendeten Wert eine (gedachte) Linie gezogen. Wenn der erste »gesamplete<·. Wert innerhalb einer Toleranz K des interpolierten Wertes liegt, d. h. zwischen dem gesendeten und dem zweiten »gesampleten« Wert liegt, wird eine gerade Linie zwischen dem gesendeten Punkt und dem dritten Punkt nach dem gesendeten Punkt gezogen. Der interpolierte Wert des ersten und zweiten »gesampleten« Punktes wird nun hinsichtlich des Toleranzbereiches K überprüft. Im übrigen handelt es sich bei diesem Datenkompressionsverfahren um ein Verfahren, das bei der Übertragung analoger Signale eingesetzt werden soll, bei der für die Signalübertragung erforderlichen Bandbreite erreichbar ist. Das Signal kann nach Übertragung mit einem vorgegebenen Fehler rekonstruiert werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der einerseits die Abtastgeschwindigkeit bzw. Frequenz während des Abtastens nicht verändert wird, andererseits der Datenträger aber nur für eine Beschreibung der abzutastenden Oberfläche mit vorgegebener Genauigkeit unbedingt erforderlichen Daten enthält.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches gelöst.

Mit einer solchen Vorrichtung werden ohne Veränderung der Abtastgeschwindigkeit bzw. Frequenz in Abhängigkeit von der OberRächenkontur nur solche Daten auf den Datenträger übertragen, die für eine Beschreibung der abzutastenden Oberfläche innerhalb des vorgegebenen Genauigkeitsgrads unbedingt erforderlich sind, da bei der Übertragung der Daten auf den Datenträger der sich ändernde Konturverlauf der Modelloberfläche berücksichtigt wird. Bei Flächenteilen, bei denen sich die Oberflächengestalt schnell ändert, werden von den in der zweiten Pufferspeichergruppe gespeicherten Daten mehr Daten auf die Datenträger übernommen, als dies bei Oberflächenteilen mit einer sich nur allmählich ändernden Kontur der Fall ist.

Mit Hilfe der beiden Pufferspeichergruppen kann eine fortlaufende Speicherung und eine fortlaufende Datenkompression erfolgen. Dies hat zur Folge, daß der kürzere Datenträger kurz nach Vollendung der Abtastung bereits zur Verfügung steht. Der Rechner steuert die beiden Pufferspeichergruppen so, daß der Inhalt in der zweiten Pufferspeichergruppe momentan eingefroren werden kann. Die so gepufferten Daten können von dem Rechner zu jeder beiiebigen Zeit in seinen Arbeitsspeicher abgerufen werden.

Der Datenträger wird also wesentlich kürzer als bei bekannten Vorrichtungen mit konstanter Abtastgeschwindigkeit und andererseits braucht keine Geschwindigkeits- bzw. frequenzabhängige Steuereinrichtung für die Abtastmaschine vorgesehen zu sein.

Als Datenträger können Lochstreifen oder Magnetbänder benützt werden, wie sie für die Steuerung von NC-Maschinen üblich sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nun anhand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 eine zum Teil als Blockschaltbild dargestellte perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 2 das Diagramm einer Modellfläche zur Beschreibung der Verschiebung der Tasteinrichtung,

F i g. 3 das Diagramm der Modellfläche im vergrößerten Maßstab zur Erläuterung der Datenkompression,

Fig.4 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der Datenkompression,

Fig.5 ein ins einzelne gehende Blockschaltbild der Vorrichtung und

Fig.6 eine perspektivische Ansicht einer Modellfläche zur Darstellung des Abtastverlaufes.

Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, weist die Vorrichtung zur Erstellung eines Datenträgers 22 eine Abtasteinheit 10 mit einer Tasteinrichtung 12 auf, die mit der Oberfläche 14 eines Modells 16 in Berührung steht. Das Modell liegt auf einem Bett 18 auf. Die Tasteinrichtung 12 liegt in einem Gehäuse 20 in Richtung der Z-Achse bewegbar gelagert. Das Gehäuse 20 ist an einem Schlitten 22 derart befestigt, daß es in Richtung der y-Achse verschiebbar ist. Der Schlitten 22 ist bezüglich eines Gehäuses 23 der Abtasteinheit 10 in X-Richtung verschiebbar angeordnet, so daß die Tasteinrichtung in Richtung der zueinander senkrechten Koordinatenachsen X, Vund Zverschiebbar ist. Die Tasteinrichtung 12 liegt nachgiebig auf der Oberfläche 14 und ist im allgemeinen so ausgeformt, daß ihr Tastende dem Schneidwerkzeug der durch den zu erstellenden Datenträger gesteuerten NC-Maschine (nicht gezeigt) entspricht, die zur Kopie der Oberfläche 14 des Modells 16 eingesetzt wird. Das Gehäuse 20 und der Schlitten 22 enthalten Generatoren für Koordinatensignale, z. B. linear regelbare Differentialtransformatoren zur Erzeugung von Ausgangssignalen, welche die Lage der Tasteinrichtung 12 in dem Koordinatensystem bezüglich zum Bett 18 darstellen. Außerdem enthält die Abtasteinheit 10 Wandler zum Wandeln der Koordinatensignale in Digitalsignale.

Die durch die Abtasteinheit 10 erzeugten Koordinatensignale sverden über einen Paralleldatenkanal 24 unter Steuerung durch einen Digitalrechner 28 auf einen Pufferspeicher 26 übertragen. Der Digitalrechner 28 hat über einen Datenkanal 30 Zugriff zum inhalt des Pufferspeichers 26. Die Sieuerverbindung zwischen dem Digitalrechner 28 und der Abtasteinheit 10 wird durch eine Steuerleitung 32 hergestellt. Wie bekannt, umfaßt

ein Digitalrechner 28 geeignete Steuer-Arbeitsspeicherund Recheneinheiten zur Durchführung verschiedener Rechenoperationen mit Digitaldaten. Schließlich ist der Pufferspeicher 26 über einen Datenkanal 34 mit dem Eingang eines Lochstreifenstanzers 36 verbunden, der einen als Datenträger dienenden Lochstreifen 38 erzeugt. Das Aufzeichnen der satzweise zusammengefaßten Koordinatensignale kann aber auch auf einem anderen Datenträger, wie z. B. einem Magnetband oder einem Plattenspeicher erfolgen.

Zum Betrieb wird die Vorrichtung der Fig. 1 so betätigt, daß die Abtasteinrichtung 12 die Oberfläche 14 des Modells 16 systematisch abtastet, um Daten entsprechend den Koordinaten einer Anzahl von Punkten auf der Oberfläche 14 zu erzeugen. F i g. 6 zeigt diesen systematischen Abtastvorgang bei der Prüfung der Oberflächengestalt einer Turbinenschaufel 52. Nach der Abbildung der F i g. 6 wird der Abtastvorgang durch Verschieben der Abtasteinrichtung 12 der Fig. 1 auf dem durch die gestrichelte Linie vorgegebenen Weg durchgeführt, wobei an dem mit »Start« gekennzeichneten Punkt begonnen wird. Dieser Weg zeigt, daß die Abtasteinrichtung 12 längs der X-Achse verschoben wird, wobei die V-Koordinate für jeden Durchlauf der Abtasteinrichtung 12 über die Fläche der Turbinenschaufel 52 konstant gehalten wird. Somit wird die Abtasteinrichtung 12 während eines jeden Durchlaufs in der Z-Achse in Abhängigkeit von der Oberflächengestalt der Turbinenschaufel verschoben. Am Ende eines jeden Durchlaufs wird die Abtasteinheit 10 entweder von Hand oder automatisch nachgestellt, um eine neue V-Koordinate zu bestimmen, die dann wiederum während des Durchlaufs über die Fläche der Turbinenschaufel 52 durch Verschiebung des Schlittens 22 in Richtung der X'-Achse konstant gehalten wird. Der Abtastvorgang der Turbinenschaufel 52 kann so oft wie nötig durchgeführt werden, um die gesamte Oberflächengestalt der Schaufel richtig zu bestimmen und zu beschreiben.

Die während eines Abtastschrittes gewonnenen Koordinatendaten werden laufend über den Parallelkanal 24 an den Pufferspeicher 26 übertragen, und der Digitalrechner 28 hat über den Datenkanal 30 Zugriff zu den Daten. Nachdem die Koordinaten einer vorgegebenen Anzahl von Punkten auf der Fläche 14 an den Pufferspeicher 26 übertragen worden sind, wird die Kompression der Daten vor ihrer Übertragung an den Lochstreifenstanzer 36 eingeleitet.

In F i g. 2 ist ein repräsentativer Teil der Fläche 14 in vergrößertem Maßstab gezeigt, wobei die Abtasteinrichtung 12 mit der Fläche in Berührung steht und den Durchlauf von links nach rechts längs der X-Achse beginnt. Die Koordinaten einer jeden Gruppe von im Abstand zueinander liegenden Punkten Po bis Pi werden abgetastet und an den Pufferspeicher 26 der F i g. 1 5^r> übertragen. Die Punkte sind auf der Fläche 14 gezeigt, in Wirklichkeit jedoch können sie einen Teilweg des Taster 12 darstellen. Um dies zu erreichen, wird der Digitalrechner 28 zur Abgabe eines Steuersignals an die Abtasteinheit 10 von Hand angeschaltet, um den ω Abtastvorgang der Koordinaten auf der Oberfläche 14 zu beginnen. Die Abtasteinrichtung 12 tastet den Anfangspunkt P₀ ab und beginnt den Durchlauf auf der Oberfläche 14. Wenn sie längs der X-Achse gegen den Punkt Pi hin verfahren wird, werden die Koordinaten μ ihrer Stellung laufend in den Pufferspeicher 26 eingegeben. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Koordinaten jedoch nicht gespeichert, bis der zurückgelegte Weg der Abtasteinrichtung 12 an eine vorgegebene feste Grenze, z.B. 1,1 mm herankommt. Diese Grenze kann natürlich von Hand durch entsprechende Programmierung des Digitalrechners 28 eingestellt werden. Um festzustellen, ob die Tasteinrichtung 12 bis zur Grenze der Verschiebung von 1,1 mm verfahren wurde, kann der Digitalrechner 28 so programmiert werden, daß er kontinuierlich die Gesamtverschiebung in der X-Achse zur Gesamtver-Schiebung in der Z-Achse addiert, und die Summe dieser Verschiebung nichtvektoriell mit dem Bezugswert von 1,1 mm vergleicht, eine einfache Rechenoperation, die durch jeden Allzweckrechner durchgeführt werden kann. Sobald die Gesamtverschiebung der Abtasteinrichtung 12 der Grenze von 1,1 mm gleich ist oder diesen Wert übersteigt, werden die Koordinatensignale zur Kompression in den Pufferspeicher 26 eingegeben. Dieser Vorgang setzt sich über die Punkte P2, P3 usw. fort, bis eine große Anzahl von Punkten aufgezeichnet und im Puffer 26 gespeichert sind. Eine andere Lösung gegenüber der vorstehend beschriebenen Gewinnung von Koordinatendaten an bestimmten Wegstrecken der gesamten Verschiebung besteht darin, die Abtastgeschwindigkeit so einzustellen, daß sie gleichen Wegstrecken der Verschiebung der Abtasteinrichtung 12 aul der X-Achse entspricht. Wo außerdem eine automatische Abtastung mit einer festen Geschwindigkeit in Betracht gezogen wird, kann die Abtastfrequenz einfach durch Bezug auf eine feste Kontaktgeberfrequen? festgesetzt werden. Das heißt, es können verschieden« Abtastverfahren verwendet werden, so lange Koordinatensignale mit einer Geschwindigkeit gewonnen werden, die relativ zur Verschiebung der Sonde groß genug ist, um letztlich die Fläche 14 mit einem bestimmter Genauigkeitsgrad zu beschreiben.

Wenn die Koordinatensätze für eine bestimmte Anzahl von Punkten in den Pufferspeicher 26 eingege ben sind, so wird die Datenkompression unter dei Steuerung des Digitalrechners 28 eingeleitet. Di« Kompression der Daten wird durch Prüfung dei Koordinaten und Kennzeichnung derjenigen Punkt« erreicht, die im wesentlichen eine Veränderung in dei Z-Koordinate relativ zu einem vorhergehenden Punk auf der gleichen X-Koordinate darstellen, der größer is als ein vorgegebener Bezugswert, sowie durch Ausson derung dieser Punkte von allen anderen Punkten voi der Übrtragung an den Lochstreifenstanzer 36. Somi empfängt der Lochstreifenstanzer 36 nur die Koordina tensätze von solchen Punkten, die zur Beschreibung dei Flächen 14 mit einem von Hand eingestellten Genauig keitsgrad notwendig sind. Außerdem läßt sich de Genauigkeitsgrad von Hand durch Festsetzung de Änderung in der Z-Achse oder einer Annäherung darai einstellen, wodurch dann bestimmt wird, ob eil gegebener Punkt aufgezeichnet werden soll oder nicht.

Die Fig.3 und 4 dienen der Erläuterung de Durchführung der Kompression, die von einen Digitalrechner ohne Schwierigkeiten ausgeführt wer den kann. In Fig. 3 ist angenommen, daß dii Koordinatensätze der Punkte Po bis P* in dei Pufferspeicher 26 eingegeben wurden. Zunächst win der Koordinatensatz des Anfangspunktes P₀ an dei Lochstreifenstanzer 36 übertragen. Sodann werden di< Koordinaten des Punktes Pi geprüft, um zu bestimmer ob sie im Rahmen des von Hand eingcstclltci Genauigkeitsgrades liegen und ebenfalls an dei Lochstreifenstanzer 36 übertragen werden müssen. Ur dies zu bestimmen, wird eine Sehne zwischen de

Punkten P₁₁ und /^ gezogen. Somit fällt der Punkt P\ wegen der verhältnismäßig einheitlichen Wegstrecken der Verschiebung zwischen den Punkten annähernd auf den Mittelpunkt zwischen Sehnenanfangspunkt Po und Sehnenendpunkt Pi. Jetzt wird der Abstand G ■> (Sehnenhärte) zwischen dem Punkt P\ und der zwischen den Punkten Po und Pi gezogenen Sehne längs einer Linie gemessen, die eine Tangente der Fläche an P\ senkrecht schneidet. Die Sehnenhöhe G kann leicht mit dem Bezugswert 7"verglichen werden; die Koordinaten κι von Pi werden registriert, wenn die Sehnenhöhe Ci gleich oder größer ist als T wogegen die Koordinaten von Pi nicht zur Beschreibung der Fläche 14 im Rahmen der vorgegebenen Genauigkeitsgrenzen gebraucht werden, wenn die Sehnenhöhe G kleiner ist als T. Außer der Messung der Sehnenhöhe längs der senkrechten Halbierenden der Tangente an P\ kann die Sehnenhöhe auch längs der Z-Achse ohne merklichen Verlust an Genauigkeit gemessen werden.

Angenommen, die Sehnenhöhe Ci sei kleiner als der vorgegebene Bezugswert T, so werden als Ergebnis der Vergleichsvorgangs im Digitalrechner 28 die Koordinaten des Punktes P\ einfach nicht an den Lochstreifenstanzer 36 übertragen. In diesem Falle wird dann als nächstes die Sehnenhöhe C2 an P2 bestimmt. Dies wird durch Legen einer Sehne zwischen die Punkte Po und Pa durchgeführt, so daß der Punkt Pj im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Sehnenenden liegt. Die Sehnenhöhe Ci wird längs der Linie gemessen, welche die Tangente durch P> senkrecht schneidet und dann mit in 7" verglichen. Angenommen, die Sehnenhöhe Ci sei größer als T, dann werden die Koordinaten von Pi zur Beschreibung der Fläche 14 innerhalb der vorgegebenen Genauigkeitsgienzen für nötig erachtet, und der Digitalrechner bewirkt, daß die Koordinaten von Pi an j-j den Lochstreifenstanzer 36 übertragen werden.

Wenn die Koordinaten von Pi zur Beschreibung der Fläche 14 gebraucht und daher zu dem Lochstreifenstanzer 36 übertragen werden, wird als nächstes die Sehnenhöhe Cj am Punkt P₁ bestimmt. In F i g. 4 erfolgt w diese Bestimmung durch Legen einer Sehne zwischen p> und Pt und durch Messen der Sehnenhöhe d relativ zu dieser Sehne. Wiederum wird die Sehnenhöhe Cs mit T verglichen, und wenn sie Tglcich ist oder übersteigt, so werden die Koordinaten von P_; zu dem Lochstreifen-Stanzer 36 übertragen. Wenn Ci nicht gleich oder größer als 7~ist, so wird die Sehnenhöhe in der gleichen Weise an Pi relativ zu der sich zwischen Pi und P_h erstreckenden Sehne gemessen.

Die Bestimmung der Sehnenhöhe an verschiedenen -,0 Punkten und ihr Vergleich mit einem Bezugswert kann leicht durch den Digitalrechner 28 unter Verwendung der üblichen Programmiertechnik ausgeführt werden. Die Sehnenhöhe Ci in Fig. 3 kann durch Lösung der folgenden Gleichung unter Verwendung der Koordinatensätze der Punkte P₀, Pi und Pi errechnet werden:

C = A² -

wobei

A = Vektorengröße zwischen den Punkten Pn und Pi

und
B = Vektorengröße zwischen Pound P2.

Nach Bestimmung der Sehnenhöhe d wird diese mit dem von Hand eingegebenen Bezugswert Tverglichen. mit dem auch alle nachfolgend bestimmten Sehnenhöhen verglichen werden. Wenn die Sehnenhöhe G gleich oder größer ist als T, so bewirkt der Digitalrechner die Aufzei:hnung der Koordinaten von Pi auf dem Lochstreifen 38.

Der Pufferspeicher 26 besteht aus einer ersten Pufferspeichergruppe 44 und einer zweiten Pufferspeichergruppe 46.

Jede Pufferspeichergruppe 44 und 46 besitzt drei Register zur Speicherung der Koordinaten der drei Achsen eines beliebigen Punktes im BCD-Kode. Der Digitalrechner 28 besitzt ein Steuergerät 48 mit einem an seinen Eingang angeschlossenen Handschalter 40 zur Steuerung der Auslösung des maschinellen Rechenvorgangs. Das Steuergerät 48 ist auch mit der Signalrichtung 42, z. B. einer Glocke oder einer Lampe verbunden, welche die Bereitschaft des Rechners 28 zur Aufnahme der Daten der Abtasleinheit 10 anzeigt. Die Pufferspeichergruppe 44 ist mit der zweiten Pufferspeichergruppe 46 in Reihe geschaltet, so daß die kodierten Koordinatcnsignale für die drei Koordinaten unter Steuerung durch den Rechner 28 von 44 an 46 übertragen werden können. Die erste Pufferspeichergruppe 44 dient zur Speicherung der Koordinatensätze vor der Analyse der Wegstrecken in X-Achsenrichtiing und die zweite Pufferspeichergruppe 46 soll die Koordinalensätze während des vorstehend beschriebenen Kompressionsvorganges speichern. Der Ausgang der Pufferspeichergruppc 46 ist über die Vcrglcichseinheit 50 des Rechners, wie vorstehend anhand der F i g. 1 beschrieben, mit dem Lochstreifenstanzer 36 verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunuen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Erstellen eines die Kontur eines Modells wenigstens in einer durch eine erste Koordinatenachse und eine zweite dazu senkrechte Koordinatenachse bestimmten Ebene mit vorgegebener Genauigkeit beschreibenden Datenträgers, mit einer in Richtung der ersten Achse ausgehend von einem Anfangspunkt in vorbestimmten Schritten verschiebbaren Tasteinrichtung, die nach jedem Schritt den Koordinatensatz für den jeweils erreichten Punkt der Kontur entsprechende Signale erzeugt, einem Speicher für die Aufnahme der Signale, einem Rechner für die Verarbeitung der Koordinatensignale und einem nachgeschalteten Gerät zum Aufzeichnen der Koordinatensätze auf dem Datenträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (26) eine erste Pufferspeichergruppe (44) für die Aufnahme einer vorgegebenen Anzahl von aufeinanderfolgenden und digitalisierten Koordinatensätzen ("Pi-P₄) und eine in Reihe nachgeschaltete zweite Pufferspeichergruppe (46) entsprechender Speicherkapazität aufweist, die derart von dem Rechner (28) ansteuerbar sind, daß die erste Pufferspeichergruppe (44) die Koordinatensätze unmittelbar nach deren Abtastung und die zweite Pufferspeichergruppe (46) die Koordinatensätze während der Datenverarbeitung speichert und daß zur Kompression der abgetasteten Koordinatensätze der Rechner (28) nur bestimmte der Koordinatensätze aus der zweiten Pufferspeichergruppe (46) auf dem Datenträger (38) aufzeichnen läßt, indem er den Abstand (Q; C₂) der sich zwischen dem Anfangspunkt (Po) der Abtastung y, und einem mindestens um zwei Abtastschritte von diesem entfernten Punkt (P₂; Pa) auf der Kontur (14) erstreckenden Sehne (Po, Pr, Po, Pa) von einem zwischen dem Sehnenanfangspunkt (Po) und dem Sehnenendpunkt (Pr, P₄) auf der Kontur (14) liegenden Punkt (Py, Pj) bestimmt und mit einem vorgegebenen Bezugsabstand (T) vergleicht und den Koordinatensatz des zwischen dem Sehnenanfangspunkt und dem Sehnenendpunkt liegenden Punktes (P]) auf dem Datenträger (38) nicht aufzeichnen läßt, wenn der berechnete Abstand (Q) kleiner ist als der Bezugsabstand (T), und danach die Berechnung und den Vergleich mit demselben Sehnenanfangpunkt CPo) und einem um mindestens zwei Abtastschritte weiter von dem Sehnenanfangspunkt (Po) entfernt liegenden Sehnenendpunkt (P*) und dem bei der vorherigen Berechnung als Sehnenendpunkt benutzten Punkt (P2) der Kontur als dem Punkt, dessen Abstand von der Sehne bestimmt werden soll, wiederholt, und der Rechner (28) den Koordinatensatz des zwischen dem Sehnenanfangspunkt (Po) und dem Sehnenendpunkt fP₄) liegenden Punktes (P₂) der Kontur auf dem Datenträger (38) aufzeichnen läßt, wenn der berechnete Abstand (C₂) mindestens gleich dem Bezugsabstand (T) ist und dann für die bo anschließende entsprechende Berechnung des Sehnenabstandes (C3) und den nachfolgenden Vergleich als Anfangspunkt für eine neue Sehne (P₂, Pi) den Punkt (P₂) der Kontur (24) wählt, dessen Koordinatensatz zuvor auf dem Datenträger aufgezeichnet wurde.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erstellen eines die Kpntur eines Modells wenigstens in einer durch eine erste Koordinatenachse und eine zweite dazu senkrechte Koordinatenachse bestimmten Ebene mit vorgegebener Genauigkeit beschreibenden Datenträgers, der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches genannten Art.

Eine solche Vorrichtung ist in dem Aufsatz »Entwerfen mit Rechnerhilfe« in der Zeitschrift »ETZ-B« 1968, Heft 23, Seiten 669-673 beschrieben. Der Aufsatz betrifft den Einsatz einer Kombination einer Abtastmaschine mit einem Digitalrechner zum Erstellen von Lochstreifen zur Steuerung von NC-Maschinen, die bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen. Bei der Datenaufnahme wird das Urmodell nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten entsprechend dem Abtastprogramm abgetastet. Das Abtastprogramm berücksichtigt die Abmessungen des Modells und steuert die Bewegungsfolgen und Abtastgeschwindigkeiten. Alle abgetasteten Daten werden auf Lochstreifen übertragen. Die Lochstreifen werden in einen Rechner eingelesen und in diesem geglättet, da die Koordinatendaten infolge von Abtastfehlern und Modellunebenheiten nicht mathematisch genau auf der gesuchten Fläche liegen. Die geglätteten Daten werden auf einen Datenträger in einer für die Steuerung von NC-Maschinen geeigneten Form ausgegeben.

Die Genauigkeit, mit welcher der Weg des Werkzeugs der Werkzeugmaschine der abgetasteten Modelloberfläche angenähert wird, hängt von der Geschwindigkeit und der Menge der während des Abtastvorgangs gewonnenen Daten ab. Wird das Werkzeug längs einer Achse mit einer im wesentlichen konstanten Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück verfahren, so verlangt ein genaues Kopieren einer Modelloberfläche mit vielen oder kleinen Kurvenradien aufweisenden Konturen, daß die Koordinaten der Werkzeugmaschine mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden. Diese Bedingung kann nur durch eine hohe Datenabtastfrequenz während des Abtastens des Modells erfüllt werden. Eine Modelloberfläche kann aber sowohl Flächenteile mit sich schnell ändernder als auch Flächenteile mit sich langsam ändernder Oberflächenkontur besitzen. Bei einer konstanten Datenabtastfrequenz muß daher diese Frequenz mit Bezug auf ein Flächenelement mit sich schnell ändernder Oberflächenkontur festgelegt werden, da die Festlegung der Abtastfrequenz in bezug auf ein Flächenteil mit sich nur allmählich ändernder Oberflächenkontur notwendigerweise einen Genauigkeitsverlust für den Flächenteil mit sich schnell ändernder Oberflächenkontur ergeben würde. Jedoch bringt die Einstellung einer hohen Abtastfrequenz gewöhnlich eine Speicherung von mehr Daten auf dem Datenträger mit sich als zum Nacharbeiten von verhältnismäßig ebenen Oberflächenteilen mit vorgegebenem Genauigkeitsgrad erforderlich wäre, d. h. bei konstanter Abtastfrequenz würde der Datenträger zur Steuerung der NC-Maschinen unnötig lang werden. Daher steuert bei der bekannten Vorrichtung das Abtastprogramm die Abtastgeschwindigkeit. Eine mit verschiedenen Abtastgeschwindigkeiten bzw. -frequenzen arbeitende Abtastmaschine führt aber zu einer Verkomplizierung der Vorrichtung und zu einer erheblichen Erhöhung der Kosten für die Vorrichtung.

Es ist weiterhin bekannt (DT-Zeitschrift »Maschine und Werkzeug«, 1968, Heft 5, Seite 9), durch das Abtasten eines Modells einen Lochstreifen zu erzeugen,