DE2335517C3 - Method for compensating for positional deviations of a dial or sign relative to a labeling device - Google Patents

Method for compensating for positional deviations of a dial or sign relative to a labeling device

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Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung graphischer Züchcn auf Zifferblättern oder Schildern, welche innerhalb ei.es abgeschlossenen Gerätes angeordnet und durch ein Schauglas oder eine durchsichtige Kappe erkennbar sind, insbesondere für Elektrizitätszähler.The main patent relates to a process for Production of graphic designs on dials or Signs, which are arranged within a closed device and through a sight glass or a clear cap are recognizable, especially for electricity meters.

Das dem Hauptpatent zugrundeliegende Problem besteht darin, ein im Inneren eines geschlossenen Gerätes befestigtes Zifferblatt oder Schild nachträglich zu beschriften, ohne daß die durchsichtige Gehäusekappc abgenommen zu werden braucht Diese Aufgabe wird gemäß dem Hauptpatent durch die Anwendung des Laserstrahlverfahrens zur Herstellung graphischer Zeichen auf in optisch durchlässiges Material eingeschlossene Zifferblätter oder Schilder, insbesondere auf in fertige Elektrizitätszähler eingeschlossene Skalen, gelöst Mit Hilfe eines ablenkbaren Laserstrahles wird hierbei die Oberfläche eines Zifferblattes oder Schildes an der Auftreffstelle dauerhaft verändert, beispielsweise durch Verbrennen einer auf die Oberfläche aufgebrachten Lackschicht Die Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Zifferblatt, welche für den Zeilen- und Buchstabenvorschub sowie for die Bahnkurven der Buchstaben erforderlich ist, kann durch Ablenkung des Laserstrahles erfolgen und mit Hilfe eines Prozeßrechners nach einem wählbaren Beschriftungsprogramm gesteuert werden. Die Positionierung der Geräte zum Zwecke der Beschriftung erfolgt automatisch mit den Üblichen Transportmitteln der Massenfertigung. Da die Zifferblätter oder Schilder in ihrer Lage zum Gerät Toleranzen aufweisen, werden sie relativ zum Beschriftungsgerät genau ausgerichtet, so daß das Schriftfeld die vorgesehene Lage einnimmt. Für die Ausrichtung der Zifferblätter oder Schilder können beispielsweise die Befestigungslöcher, Ecken oder auch aufgedruckte Markierungen herangezogen werden.The problem on which the main patent is based is to find a closed one inside Subsequent labeling of the dial or sign attached to the device without having to remove the transparent housing cap. This task is according to the main patent through the use of the laser beam process for the production of graphics Signs on dials or signs enclosed in optically transparent material, in particular on Scales enclosed in finished electricity meters, solved with the help of a deflectable laser beam here the surface of a dial or shield at the point of impact is permanently changed, for example by burning a layer of lacquer applied to the surface. The relative movement between the laser beam and the dial, which is responsible for the line and Letter feed and for the trajectories of the letters is required, can be done by deflecting the Laser beam take place and with the help of a process computer according to a selectable labeling program being controlled. The positioning of the devices for the purpose of labeling takes place automatically with the Usual means of mass production. As the dials or signs in their position in relation to the device Have tolerances, they are precisely aligned relative to the labeling device, so that the title block occupies the intended position. For the alignment of the dials or signs, for example, the Mounting holes, corners or printed markings can be used.

Die Ausrichtung der Zifferblätter oder Schilder relativ zum Beschriftungsgerät erfordert jedoch einen erheblichen apparativen Aufwand. Bei einer serienmäßigen Beschriftung müssen die Geräte beispielsweise auf einem Justiertisch in zwei Richtungen verschiebbar und um eine Achse kippbar positioniert werden.However, the orientation of the dials or signs relative to the labeling device requires one considerable expenditure on equipment. In the case of serial labeling, the devices must, for example can be slid in two directions on an adjustment table and positioned so that they can be tilted about an axis.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die im Hauptpatent gegebene Lösung zum Beschriften von Zifferblättern oder Schildern so zuThe present invention is based on the object given in the main patent to the solution Labeling of dials or signs like that verbessern, daß eine mechanische Ausrichtung der Zifferblätter oder Schilder relativ zum Beschriftungsgerät entfälltimprove that mechanical alignment of the There is no need for dials or signs relative to the labeling device

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes mitAccording to the invention, this object is achieved by that the surface of the dial or shield with einem von einem Prozeßrechner nach einem gespeicherten Programm gesteuerten Lichtstrahl abgetastet, das von der Oberfläche reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt, das im Abtnstbereich zweier auf der Oberfläche liegender Markierungspunkscanned a light beam controlled by a process computer according to a stored program, the light reflected from the surface is converted into an electrical signal, which is transmitted in the abyssal area two marking points lying on the surface te eine vorbestimmte Höhe Ober- oder unterschreitende elektrische Signal in den Prozeßrechner eingegeben und die Lageabweichungen des Zifferblattes oder Schildes durch Vergleich mit gespeicherten Daten der Sollposition der Markierungspunkte gemessen werden. Aufte a predetermined height above or below electrical signal entered into the process computer and the positional deviations of the dial or shield can be measured by comparison with stored data of the target position of the marking points. on diese Weise werden die Lageabweichungen des Zifferblattes oder Schildes automatisch und rasch gemessen und die Meßdaten unmittelbar in den Prozeßrechner eingegeben.in this way, the positional deviations of the dial or shield are automatically and quickly measured and the measurement data entered directly into the process computer.

Besonders vorteilhaft wird die Oberfläche desThe surface of the

Zifferblattes oder Schildes durch einen schwachen Laserstrahl des Beschriftungsgerätes abgetastet Dadurch wird der apparative Aufwand für das Messen der Lageabweichungen auf ein Mindestmaß reduziert Im folgenden wird ein Alisführungsbeispiel desThe dial or shield is scanned by a weak laser beam from the labeling device Position deviations reduced to a minimum The following is an example of the implementation of the erfindungsgemäßen Verfahrens unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutertmethod according to the invention with reference to the Drawings explained in more detail

Die Zeichnung zeigt eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in halbschematischer Darstellung. Im Strahlengang eines Gasblasers 1The drawing shows an arrangement for carrying out the method according to the invention in a semi-schematic representation. In the beam path of a gas blower 1 sind aufeinanderfolgend ein Photoverschluß 2, eine Linse 3, ein Drehspiegel 4 für die vertikale Ablenkung des Laserstrahles und ein Drehspiegel 5 für die horizontale Ablenkung des Laserstrahles angeordnet Der Laserstrahl wird durch die Linse 3 auf dieare successively a photo shutter 2, a lens 3, a rotating mirror 4 for vertical deflection of the laser beam and a rotating mirror 5 for the horizontal deflection of the laser beam The laser beam is through the lens 3 on the Oberfläche eines Zifferblattes 6 fokussiert das hinter einer Glasscheibe 7 angeordnet ist, wie es beispielsweise bei einem Elektrizitätszähler der Fall ist Das Zifferblatt 6 besitzt zwei Löcher 8 und 9, über welche oberhalb der Glasscheibe 7 zwei Photodetektoren 10 bzw. 11 soSurface of a dial 6 focuses that behind a pane of glass 7 is arranged, as is the case, for example, with an electricity meter The dial 6 has two holes 8 and 9, via which two photodetectors 10 and 11 above the glass pane 7, respectively

'M angeordnet sind, daß sie das von der Oberfläche des Zifferblattes 6 im Bereich der Löcher 8 bzw. 9 reflektierte Licht des Laserstrahles erfassen. Ein Prozeßrechner 12 steuert einerseits die Intensität des Gaslasers 1, den Photoverschluß 2 sowie die Ablenkung 'M are arranged so that they detect the light of the laser beam reflected from the surface of the dial 6 in the region of the holes 8 and 9, respectively. A process computer 12 controls on the one hand the intensity of the gas laser 1, the photo shutter 2 and the deflection des Laserstrahles durch die Drehspiegel 4 und S und nimmt andererseits das Programm einer Eingabe 13 sowie Signale der Photodetektoren 10 und 11 auf.of the laser beam through the rotating mirrors 4 and S and, on the other hand, takes the program of an input 13 and signals from the photodetectors 10 and 11.

Um die Lage der dunklen Löcher 8 und 9 auf dem Zifferblatt 6 festzustellen, wird ein schwacher LaserA weak laser is used to determine the position of the dark holes 8 and 9 on the dial 6 strahl mit Hilfe der Drehspiegel 4 und 5 über die Oberfläche des Zifferblattes β geführt und gleichzeitig die Intensität des Streulichtes durch die Photodetektoren 8 und 9 gemessen. Tastet der Laserstrahl über das Loch 8 hinweg, so ändert sich die von der Oberflächebeam with the help of the rotating mirrors 4 and 5 over the Surface of the dial β guided and at the same time the intensity of the scattered light by the photodetectors 8 and 9 measured. If the laser beam scans over the Hole 8 away, so that changes from the surface

hr> reflektierte Lichtmenge stark, sobald der Laserstrahl das Loch trifft. Diese Änderung der Lichtmenge wird von dem Photodctcktor IO in ein elektrisches Signal umgewandelt. Sobald der Laserstrahl das Loch 6h r > amount of reflected light strongly as soon as the laser beam hits the hole. This change in the amount of light is converted into an electrical signal by the photodector IO. As soon as the laser beam hits the 6

verläßt, wird die erneute Änderung der Lkhunenge vom Photodetektor 10 ebenfalls in ein elektrisches Signal umgewandelt. Tastet nun der Laserstrahl in bezug auf ein x, y-Koordinatensystem, das einer vorbestimmten Sollposition des Zifferblattes 6 zugeordnet ist, in x-Richtung Ober das Loch 8 hinweg, so werden beim Eintreten bzw. beim Verlassen des Loches 8 die zugehörigen Koordinatenwerte x\ und xi auf die entsprechenden Signale des Photodetektors 10 hin im Rechner gespeichert und die Mitte des Loches 8 zuleaves, the renewed change in Lkhunenge from the photodetector 10 is also converted into an electrical signal. If the laser beam now probes in relation to an x, y coordinate system, which is assigned to a predetermined target position of the dial 6, in the x direction over the hole 8, the associated coordinate values x \ and xi stored in the computer in response to the corresponding signals of the photodetector 10 and the center of the hole 8 to

errechnet In y-Richtung werden in gleicher Weise der Wert yms für die Mitte des Loches 8 und der Wert ym<) für die Mitte des Loches 9 bestimmt, wobei für das Loch 9 der Photodetektor 11 die entsprechenden Signale liefert. Durch Vergleich diesen Werte mit denIn the y direction, the value y m s for the center of the hole 8 and the value y m <) for the center of the hole 9 are determined in the same way, the photodetector 11 supplying the corresponding signals for the hole 9. By comparing these values with the

1010

15 gespeicherten Werten der Sollposition der Löcher 8 und 9 wird der horizontale Versatz xq, der veitilcale Versatz yo und der Verdrehungswinkel α in der Lage des Zifferblattes 6 gegenüber der Sollposition berechnet. Die Ablenkung des Laserstrahles bei der Beschriftung erfolgt dann nach einem korrigierten x', y'-Koordinatensystem, so daß das Schriftfeld in der gewünschten Lage auf das Zifferblatt 6 aufgebracht wird. Die korrigierten Koordinaten x' und y' werden nach den bekannten Koordinatentransformationsformeln 15 stored values of the nominal position of the holes 8 and 9, the horizontal offset xq, the veitilcale offset yo and the angle of rotation α in the position of the dial 6 relative to the nominal position are calculated. The deflection of the laser beam during the inscription then takes place according to a corrected x ', y' coordinate system, so that the writing field is applied to the dial 6 in the desired position. The corrected coordinates x ' and y' are based on the known coordinate transformation formulas

*'=.*■ cos α — ysin <x+xa y'= χ sin λ +ycos α 4- yo* '=. * ■ cos α - ysin <x + xa y' = χ sin λ + ycos α 4- yo

berechnet. Für kleine Verdrehungswinkel kann der Kosinus gleich 1 gesetzt werden und der Sinus durch den Winkel ersetzt werden. Auf diese Weise können Lageabweichungen des Zifferblattes 6 mit relativ geringem Rechenaufwand kompensiert werden.calculated. For small angles of rotation, the Cosine can be set equal to 1 and the sine replaced by the angle. That way you can Deviations in position of the dial 6 can be compensated for with relatively little computing effort.

Hieizu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Kompensation von Lageabweichungen eines Zifferblattes oder Schildes relativ zu einem Beschriftungsgerät unter Anwendung des Laserstrahlverfahrens zur Herstellung graphischer Zeichen auf in optisch durchlässiges Material eingeschlossene Zifferblätter rder Schilder, insbesondere auf in fertige Elektrizitätszähler eingeschlossene Skalen nach Patent 22 40 553, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Zifferblattes oder Schildes mit einem von einem Prozeßrechner nach einem gespeicherten Programm gesteuerten Lichtstrahl abgetastet wird, das von der Oberfläche reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das im Abtastbereich zweier auf der Oberfläche liegender Markierungspunkte eine vorbestimmte Höhe Überoder unterschreitende elektrische Signal in den Prozeßrecnner eingegeben wird und die Lageabweichungen des Ziffernblattes oder Schildes durch Vergleich mit gespeicherten Daten der Sollposition der Markierungspunkte gemessen werden.1. Method for compensating for positional deviations of a dial or shield relative to a marking device using the laser beam process for the production of graphic Signs on dials enclosed in optically transparent material and signs, in particular on scales enclosed in finished electricity meters according to Patent 22 40 553, thereby characterized in that the surface of the dial or shield with one of a Process computer is scanned according to a stored program controlled light beam that Light reflected from the surface is converted into an electrical signal that is transmitted in the Scanning area of two marking points lying on the surface a predetermined height Above or below electrical signal in the Process calculator is entered and the positional deviations of the dial or shield by Comparison with stored data of the target position of the marking points can be measured. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Ziffernblattes oder Schildes durch einen schwachen Laserstrahl des Beschriftungsgerätes abgetastet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the surface of the dial or Shield is scanned by a weak laser beam from the labeling device.
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