DE2343336A1

DE2343336A1 - Verfahren zum automatischen ausrichten von objekten mit vorbestimmter geometrischer form auf einem flaechenhaften material und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2343336A1
Application number: DE19732343336
Authority: DE
Inventors: Richard C Levine; Daniel G Mcfadden
Original assignee: Diecomp Inc
Current assignee: Diecomp Inc
Priority date: 1972-08-30
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-03-14
Also published as: SE393942B; IT993842B; FR2198654A5; CA1015452A; JPS4964083A; US3875389A; BE804069A; GB1414722A; JPS5330391B2; CH578986A5

Description

S.Plainfield. New Jersey 07080 USA

Verfahren zum automatischen Ausrichten von Objekten mit vorbestimmter geometrischer Form auf einem flächenhaften Material und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Optimieren der Ausrichtung von aus einem flächenhaften Material auszuschneidenden Objekten unter Minimalisierung des Materialabfalls sowie auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren zur Erzielung einer optimalen Ausrichtung einer aus einem Material auszuschneidenden Form ist in der USA-Patentanmeldung Serial Number 66 533 vom 24.August 1970 beschrieben.

Das Problem, aus" flächenhaftem Material auszuschneidende Objekte in optimaler Weise anzuordnen besteht in vielen Zweigen der Industrie. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung von Maschinenteilen oder mechanischen Teilen aus Blech, bei der geometrische Formen aus dem Blech gestanzt oder geschnitten werden. Ein anderes Beispiel ist die Herstellung von Kleidungsstücken aus Tuch, bei

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der viele Duplikate eines geometrisch gleichgeformten Teils eines Schnittmusters aus gewebtem Tuchmaterial ausgeschnitten werdei sollen. Es gibt auch Anwendungsfälle, in denen Teile aus Papier, Karton, Kunststoff oder aus anderen flächenhaften Materialien ausgeschnitten werden. Bei Materialien mit hohen Eigenkosten oder bei solchen Materialien, bei denen der Wert des Abfalls wegen der Kosten der wirksamen Aufbereitung für den erneuten Gebrauch nicht hohh ist, ist jedes Verfahren zur Erzeugung einer optimalen Anordnung mit einem minimalen Abfallanteil von großem wirtschaftlichem Wert.

Derzeit gibt es in den meisten Industrie zv/e igen kein definitives Verfahren zum optimalen Anordnen von Stücken auf einem Material. Die verwendete Anordnung wird vollkommen empirisch hergeleitet. Aus einem starren Mustermaterial vorden dabei tatsächliche Duplikate der gewünschten Objekte in voller Größe oder in einer maßstäblich veränderten Größe hergestellt und von einem Fachmann von Hand solange in verschiedene Anordnungen gebracht, bis ein Ergebnis erzielt ist, das ausreichend gut erscheint. In einigen Fällen sind Anordnungen mit Rechnerunterstützung erhalten worden, bei denen ein Anzeigeschirm die Lags der die verschiedenen Objekte darstellenden Umrißlinien anzeigt, während auch der prozentuale Anteil des verwendeten Materials numerisch dargestellt wird. Der Fachmann gibt Anweisungen an den Rechner, die zeigen, in welcher Weise er die einzelnen Objekte umzuordnen wünscht, woraufhin er den sich ergebenden ^Wirkungsgrad der Katerialverwendung beobachtet. Er setzt dieses solange fort, bis er ein Ergebnis erzielt hat, das er für eine zufriedenstellende Lösung hält.

Es ist bekannt, daß das allgemeine Problem der optimalen Anordnung unter Erzielung eines minimalen Abfalls äußerst kompliziert ist. Ferner ist bekannt,daß ein Anordnungs-

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problem für gewisse gegebene Objektformen viele nicht einheitliche Lösungen haben kann. Wenn viele Objekte auf einem Materialstück angeordnet werden sollen, müssen überdies die Lage und die winkelmässige Ausrichtung des Objekts zur Erzielung eines korrekten Ergebnisses gleichzeitig optimiert werden. Allgemein müssen drei Variable für jedes Objekt angegeben werden, nämlich seine Horizontalkoordinaten, seine Vertikalkoordinaten und sein Winkel bezüglich einer Bezugsrichtung. Die Horizontal-Vertikal- und Winkelkoordinaten eines Objekts können als Bezugswerte genommen werden. Daher müssen sogar bei der relativ einfachen Aufgabe der Anordnung von drei Objekten sechs Größen gleichzeitig zur Erzielung optimaler Ergebnisse eingestellt werden.

Wegen genauerer Erörterungen des Problems der optimalen Anordnung sei auf die folgenden IBM New York Scientific Center Reports Bezug genommen: Report Nr. 320-2006 "An Approach to the Two Dimensional, Irregular Cutting Stock Problem" von R.C.Art, Jr., September 1966; Report Nr.320-2921 , "Marker Layout Problem Via Graph Theory " von Okan Gurel, Januar 1968; und Report Nr. 320-2965 , "Circular Graph of Marker Layout" von Okan Gurel, Februar 1969. Auch auf die in diesen Berichten genannten Literaturhinweise sei Bezug genommen.

Die hier beschriebene Erfindung bezieht sich in erster Linie auf einen Fall, bei dem zwei gleichgeformte Objekte auf einem flächigen Material so ausgerichtet werden sollen, daß das Material maximal ausgenützt wird und daß ein minimaler Anteil von unbrauchbarem Abfall entsteht. Die Beschreibung ist zwar nur im Hinblick auf zwei Objekte abgefaßt, doch ist damit eine weit verbreitete, industriell bedeutende Situation erfaßt, da die zwei Objekte der Beginn einer Kette mit

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unendlicher Länge sind, die der Anordnung entspricht, die dann vorhanden ist, wenn ein Teil aus einem langen Materialstreifen ausgeschnitten oder ausgestanzt wird, wie es bei industriellen Blechstanzvorgängen oder auch bei der Herstellung vieler Arten gleicher Teile aus Leder , Kunststoff, Tuch und anderen Materialien der Fall ist. Überdies kann an allgemeinere Fälle herangegangen werden, wenn zunächst einmal eine optimale Anordnung von zwei Objekten gefunden ist, worauf dann die Objektpaare in größeren Gruppen angeordnet werden können. Mit Hilfe der Erfindung soll zwischen zwei benachbarten Teilen ein Sicherheitssteg vorgesehen werden, der in verschiedenen industriellen Anwendungsfällen eine unterschiedliche Bedeutung hat.Ein Fall ergibt sich bei der Herstellung von Teilen aus Blech, bei der der Steg oder Abstand aus Abfallmäterial zwischen den zwei Teilen dazu benötigt wird, daä Blechabfallgerippe zusammenzuhalten, damit es sicher und in wirksamer Weise aus dem Stanzmechanismus heraustransportiert werden kann, der die nützlichen Teile ausstanzt. Ein anderer Grund für einen Steg zwischen Teilen ergibt sich in der Bekleidungsindustrie, wo eine Nahttoleranz längs des gesamten Randes eines Teils eines Schnittmusters erforderlich ist. Ein dritter Fall für das Erfordernis eines Stegs rund um die Umrißlinie eines Teils ist dann gegeben, wenn der Rand des Materials infolge des Schneid-oder Stanzvorgangs leicht verformt oder zusammengepreßt wird und ein gewisser Abstand zwischen den Teilen notwendig ist, damit der Rand eines angrenzenden Teils nicht von den Verformungen des benachbarten Teils beeinflußt wird.

Ferner soHmit Hilfe der Erfindung bei der Verwendung von flächenheftem Material eine Anordnung mit optimalem Wirkungsgrad mit größerer Geschwindigkeit und Genauigkeit erzielt werden als sie von einem sehr erfahrenen und urteilsfähigen Fachmann unter Verwendung von maßstäblichen Modellen erzielt ■ werden können.

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Die Anordnung der Teile soll mit Hilfe der Erfindung in einer Form beschrieben werden, die mit elektronischen Anordnungen kompatibel ist, damit das Bild des Ergebnisses auf dem Schirm einer Katodenstrahlröhre dargestellt werden kann, Signale erzeugt werden, die zum Betreiben von Maschinen zum tatsächlichen Ausschneiden der Objekte aus dem Material verwendet werden können oder digitale Signale zum Steuern verschiedener Werkzeugmaschinen zum Ausschneiden oder Formen der Teile oder durch weitere Verarbeitung zum Herstellen der Werkzeuge für diesen Zweck erzeugt werden können.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigen:

Fig.1 ein Diagramm eines Beispiels eines Einzelteils, dessen Umrißlinie in einer vorbestimmten Richtung abgetastet wird,

Fig.1A und 1B graphische Darstellungen von Kurven, die sich aus der Abtastung von Fig.1 ergeben,

Fig.2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zur Erzeugung eines Umhüllungssignals,

Fig.3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zu Drehen eines Umrißliniensignals um einen vorbestimmten Drehwinkel,

Fig.4 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zum Speichern von Maximal- und Minimalwerten einer Kurve sowie der Differenz dieser Werte,

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Fig.5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zum Messen des optimalen Anordnungswinkels, des Vorschubs und der Fläche,

Fig.6A und 6B Darstellungen zur Veranschaulichung der Höhe und des Vorschubs,

Fig.7A und 73 Darstellungen zur Veranschaulichung des Wechselvorschubs oder des Vorgangs bei der gleichzeitigen Behandlung von zwei Einzelteilen,

Fig.8 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zum Feststellen einer äußeren Ecke in der Form eines Einzelteils,

Fig.9 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zum Ersetzen scharfer äußerer Ecken in der Form eines Einzelteils durch einen cosinusförnigen Verlauf, und

Fig.10 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zur Erzeugung einer Cosinusschwingung mit vorbestimmter Anfangsamplitude, Maximalamplitude und Frequenz.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Signale, die die geometrischen Horizontal- und Vertikalkoordinaten darstellen, mit Hilfe der zu beschreibenden Anordnung verarbeitet. Allgemein sind solche Signale elektrische Signale entweder in analoger oder in digitaler Form. Es ist jedoch bekannt, daß auch mit äquivalenten Anordnungen unter Verwendung hydraulischer Signale oder fluidischer Signale und mit anderen Verfahren das gleiche Ergebnis erzielt v/erden könnte. Für die nachfolgende

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Beschreibung sei angenommen, daß die Originalbeschreibung des Teils, die entweder einer Zeichnung auf einem Blatt Papier oder von einer Zahlentabelle entnommen ist, in zwei Kurven umgewandelt worden ist, nämlich in die Kurve χ und in die Kurve y. Eine Schaltungsanordnung, mit der dies erreicht werden kann, ist dem Fachmann bekannt; sie ist beispielsweise in der oben erwähnten USA-Patentanmeldung Serial Number 66 533 vom 24.August 1970 beschrieben. Diese Kurven stellen die momentanen Koordinaten eines Punkts dar, der die Umrißlinie des ^Te ils durchläuft, und ihre Spannung ändert sich in Abhängigkeit von der Zeit. In einem besonderen Beispiel sei angenommen, daß der Punkt die Umrißlinie allgemein gegen den Uhrzeigersinn durchläuft. Eine solche Umrißlinie ist in Fig.1 dargestellt, während in den Figuren 1A und 1B die zwei Kurven dargestellt sind, die zur Beschreibung des die Umrißlinie durchlaufenden Punkts verwendet werden können.

Die zwei Signale werden mit Hilfe von zwei Hauptoperationen verarbeitet. Zunächst erfolgt eine Verarbeitung durch die in Fig.2 dargestellte Schaltung, die den Zweck hat, zwei neue Signale zu erzeugen, die Umhüllungssignale genannt v/erden und mit dem Bezugszeichen χ und £ bezeichnet sind; sie sind in den Figuren 1., 1Λ und 1B mit gestrichelten Linien angegeben. Sie zweite Hauptoperation ist die Drehung der Umhüllungslinie und der Originalumrißliniensignale, derart., daß eine Ausrichtung mit optimalem Y/irkungsgrad bei der Verwendung des Materials erzielt wird, wie in den Fig.3 bis 6 dargestellt ist.

Nach Fig.2 hat die Gesamtanordnung die Wirkung, die Eingangssignale χ und y so zu verarbeiten, daß die Ausgangssignale χ und $ entstehen, die um einen Betrag größer (oder allgemein unterschiedlich) als die Originalumrißlinien ist, der von einem innerhalb der Anordnung eingestellten Parameter gesteuert wird, wie unten noch genauer erläutert wird.

U 0 9 8 1 1 / 0 9 2 0

Die Schaltung von Fig.2 arbeitet folgendermaßen: An den Eingang werden die zwei Signale χ und y angelegt. Diese Signale werden zunächst mit Hilfe von Differenzierschaltungen 10 und 12 differenziert, damit Signale erhalten werden, die jeweils gleich der zeitlichen Ableitung der ursprünglichen Signale sind. Diese Signale werden dann von Quadrierschaltungen 14 und 16 jeweils quadriert. Dann wird in einer Summierschaltung 18 die Summe dieser Signale gebildet, und in derSchaltung 20 wird die Quadratwurzel erzeugt. Aus diesen Operationen ergibt sich ein Signal, das in zwei gleiche Divisionsschaltungen 22 und 24 eingegeben wird, in denen die zeitliche Ableitung des ursprünglichen Signals durch das sich aus dem Quadrier-, Summier- und Wurzelbildungsvorgang ergebende Signal geteilt wird. Die aus den Divisionsschaltungen kommenden Quotientensignale werden von MaßstabsäJiderungsachaltungen, die durch Potentiometer 26 und 28 dargestellt sind, hinsichtlich ihrer Größe maßstäblich verändert. Die aus den Potentiometern und 28 kommenden Signale v/erden jeweils überkreuz an Suminierschaltungen 30 und 32 angelegt, in denen sie mit den ursprünglichen Koordinatensignalen der jeweils anderen Koordinate addiert werden. Es wird also das aus dem Potentiometer 26 kommende , maßstäblich veränderte Signal in der Summierschaltung 32 mit dem Signal y addiert, und das resultierende Signal y ist um einen Betrag versetzt worden, der mit der Einstellung des Potentiometers 26 in Beziehung steht. Die Einstellung der Potentiometer wird von einer entweder mechanisch oder elektronisch ausgeführten Vorrichtung 34 so gesteuert, daß die Einstellung jedes Potentiometers für alle maßstäblich veränderten Werte gleich ist. Wenn die maßstäblichen Änderungen der Spannungen der Signale, die die Koordinaten darstellen,in der Vorrichtung so erfolgt, daß ein Volt 2,5 cm längs der Koordinate proportional ist, dann beschreiben die Ausgangssignale St und y eine Umhüllungslinie, die längs der gesamten, von den Eingangssignalen χ

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und y beschriebenen Originalumrißlinie um 2,5 cm größer ist. Auf diese Weise wird der Betrag um den die Umhüllungslinie größer als die Originalumrißlinie ist, von der Einstellung der Potentiometer 26 und 28 bestimmt.

Die Schaltungseinheiten 14, 16, 18, 20, 22 und 24 sind im allgemeinen notwendig; wenn die Abtastgeschwindigkeit in tangentialer Richtung zur Umrißlinie jedoch in allen Abschnitten der Umrißlinie konstant ist (was erzielt v/erden kann, wenn es notwendig ist), dann können die genannten Schaltungseinheiten weggelassen werden.

In vielen Fällen müssen sdiarfe Ecken in der Umrißlinie des Teils besonders behandelt werden. Es ist erwünscht, scharfe Ecken in der Umrißlinie eines Teils durch einen geeigneten Radius zu ersetzen, der so gewählt ist, daß das schließlich erzeugte Umhüllungssignal eine Form mit weichen Übergängen aufweist, die in einem gleichen Abstand von den nächstliegenden Punkten der Umrißlinie des Teils an allen Stellen verläuft. Ein Radius wird so gewählt, daß scharfe, äußere Ecken durch einen sehr kleinen Radius ersetzt v/erden; scharfe , innenliegende Ecken werden durch einen Radius ersetzt, der gleich der gewünschten Breite des Umhüllungssteges ist. Es wird hier nur der Vorgang beschrieben, der beim Ersetzen einer äußeren Ecke angewendet wird, da der Vorgang zum Ersetzen einer inneren Ecke abgesehen von Polaritätsänderungen und geringfügigen Änderungen der Größe gewisser Signale fast in der gleichen Vieise aufgebaut ist.

Das Vorhandensein einer äußeren Ecke kann durch Verarbeiten eines Signals festgestellt vrerden, das die Krümmung der Umfangslinie beschreibt. Dieses Signal kann aus den Koordinatensignalen χ und y mit Hilfe der in Fig.8 dargestellten Schalturgs

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anordnung erzeugt werden. Diese Schaltungsanordnung enthält Differenzierschaltungen 100 und 102, Verzögerungsleitungen 104 und 106, Multipliziereinheiten 108 und 110, und eine Summierschaltung 112 zur Erzeugung der Differenz der Ausgangssignale der Multipliziereinheiten. Die Wirkung dieses Krümmungsdetektors ist derart, daß das Ausgangssignal bei ganz geraden Abschnitten der Umfangslinie den Wert Null hat, während es in Abschnitten, in denen die Umfangslinie einen äußeren Bogen darstellt, positiv und der Stärke der Krümmung proportional ist. Dies bedeutet, daß das positive Signal einem Fall entspricht, bei dem die Umfangslinie nach links gekrümmt ist, wenn die Umfangslinie in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn verfolgt wird. Die Verzögerungszeit jeder der zwei Verzögerungsleitungen 104 und 106 ist so gewählt, daß sie zumindest gleich der kürzesten Zeit ist, die zum Durchlaufen einer scharfen Ecke erforderlich ist, wie von den bestimmten zu. verwendenden Daten zu erwarten ist.

Ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Vorverarbeitung der Koordinatensignale χ und y zum Ersetzen der scharfen Ecken durch eine glatte Krümmung ist in Fig.9 dargestellt. Die Schaltungsanordnung von Fig.9 liegt vor der in Fig.2 dargestellten Schaltungsanordnung, und sie legt ihre Ausgangssignale an die Schaltungsanordnung von Fig.2 an. Falls die Umfangslinie keine Krümmungen aufweist, werden die Signale χ und y von der Schaltungsanordnung von Fig.9 nicht verarbeitet,sondern sie durchlaufen sie nur mit einer Gesamtverzögerung von T Sekunden und verlassen sie mit Ausnahme der Verzögerung unbeeinflußt. Jedesmal, wenn das Krümmungssignal vorhanden ist, dann wird es verarbeitet, damit gewährleistet wird, daß seine Dauer nicht zu lang ist. Wenn die Dauer zu lang ist, dann zeigt dies an, daß eine scharfe Ecke nicht vorhanden ist. Wenn eine scharfe Ecke vorhanden ist, dann wird ein cosinusförmiges Über-

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lagerungssignal erzeugt, das die Projektion eines 'bogen förmigen Signals repräsentiert. Dieses Überlagerungssignal wird für eine angemessene Zeitdauer angelegt, damit die ursprüngliche scharfe Ecke überbrückt wird. Diese Zeitdauer wird aufgezeichnet und zur Erzeugung eines geeigneten Cosinussignals in den verzögerten Signalen χ und y verwendet. Diese Cosinussignale stellen die Projektionen eines Kreises oder Bogens dar, und sie überbrücken auf diese Weise den Teil der Umfangslinie, der ursprünglich eine scharfe Ecke war.

Das Krümmungssignal wird von einem Krümmungsdetektor 114 festgestellt, der so ausgeführt ist, wie in Fig.8 angegeben ist, und es wird von einer Diode 116 festgeklemmt, die gewährleistet, daß nur positive Werte festgestellt v/erden. Das Signal wird dann durch eine Verzögerungsleitung 118 geschickt. Ebenso wird dieses Signal über eine Differenzierschaltung 122 an einen Zeit-Spannungs-Umsetzer 123angelegt; dieser ist typischerweise ein R-S-Flip-Flop, dessen Ausgangssignal zur Erzeugung einer Rampe integriert wird. Dies ist eine häufig angewendete Schaltungsvorrichtung, so daß sie hier im einzelnen nicht näher beschrieben wird.

Die Vorder- und Hinterflanken des Krümmungssignals werden zum Starten und Anhalten des Zeit-Spannungs-Umsetzers verwendet. Wenn die am Ausgang des Zeit-Spannungs-Umsetzers 120 erscheinende Spannung einen von einer Vergleichsschaltung 124 voreingestellten Schwellenwert übersteigt, dann gibt die Vergleichsschaltung 124 ein Sperrsignal ab, das das tatsächliche verzögerte Krümmungssignal am NOR-Glied 126 sperrt. Die Verzögerung der Verzögerungsleitung 118 ist so gewählt, daß sie größer als die minimale gewünschte Krümmungssignaldauer ist. Wenn das Krümmungssignal ausreichend kurz ist, dann wird es vom NOR-Glied

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nicht gesperrt, da die Zeit, die das Rampenausgangssignal des Zeit-Spannungs-Umsetzers 120 für das Erreichen des Schwellenwerts der VergleichsschaiÜung 124 benötigt, im wesentlicl zn gleich der Verzögerung der Verzögerungsleitung 118 ist. Das "bedeutet, daß die Hinterflanke des Krümmungssignals die Rampe anhält, ehe Bie den Schwellenwert erreicht, wobei die Hinterflanke an die Differenzierschaltung 128 zum Anhalten des Zeit-Spannungs-Umsetzers angelegt wird. Die Vorderflanke des Ausgangssignals des NOR-Glieds 126 wird von einer Differenzier- und Klemmschaltung 130 verstärkt, damit ein Abtastimpuls S erzeugt wird, der an verschiedenen Stellen in der restlichen Schaltungsanordnung verwendet wird. Überdies wird der Beginn des Krümmungssignals selbst zum Starten eines weiteren Zeitgebers 132 verwendet, damit die Zeit bis zur Anwendung des verzögerten Krümmungssignals gezählt wird. Ein Dauersignal, das die Länge des Krümmungsimpulses anzeigt, wird ebenfalls an anderer Stelle der Schaltungsanordnung verwendet.

In Fig.9 ist die Verarbeitung des Koordinatensignals χ im einzelnen dargestellt, obgleich auch das Koordinatensignal y hätte ausgewählt werden können, da jedes dieser Signale für diesen Zweck geeignet ist. Zur Bestimmung der richtigen Zeitdauer, in der das Originalsignal durch eine Cosinuskurve zu ersetzen ist, wird das Signal χ von einer Verzögerungsleitung 134 um eine Zeitdauer verzögert, die gleich der Verzögerungszeit der dem Krümmungsdetektor 114 zugeordneten Verzögerungsleitungen 104 oder 106 und der dem NOR-Glied 126 zugeordneten Verzögerungsleitung 118 ist. Das derart verzögerte Signal wird von der Differenzierschaltung 136 differenziert und von einer Abtast- und Speicherschaltung 138 abgetastet, die mit Hilfe des Abtastimpulses S getriggert wird. Das der Steigung

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des Signals χ im Augenblick der Abtastung entsprechende konstante Signal wird einem Cosinusgenerator 140 zugeführt, der ein Cosinussignal erzeugt, das eine Anfangssteigung auf we ist, die gleich der Anfangssteigung des Signals χ im Abtastaugenblick ist. Die Amplitude und die Frequenz des Cosinusgenerators sind so voreingestellt worden, daß sich die Projektion eines Bogens mit dem gewünschten Radius ergibt. Der Cosinusgenerator wird unten im Zusammenhang mit Fig.10 noch genauer beschrieben. Die Ableitung des erzeugten Cosinussignals wird in der Differenzierschaltung 142 gebildet und mit der Ableitung des Signals χ in der Vergleichsschaltung 144 verglichen, die einen Impuls abgibt, wenn die zwei Ableitungen gleich sind. Da die zwei Signale im Augenblick des Auftretens desAbtastimpulses S natürlich gleich sind,, wird ein Sperrglied 146, an das der Abtastimpuls S angelegt ist, dazu verwendet, das Anlegen eines falschen Signals zu diesem Zeitpunkt zu verhindern, da die benötigte Größe die Zeitdauer ist, die den Punkten entspricht, an denen die Neigung des Signals χ glatt in die Neigung der Vorder- und Hinterflanken des als Ersatz verwendeten Cosinussignals übergeht. Ein Zeit-Spannungs-Umsetzer 148 wird vom Abtastimpuls S getriggert und vom Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 144 angehalten. Das Spannungssignal, das der Zeit-Spannungs-Umsetzer 148 erzeugt, wenn er angehalten wird, ist der Zeitdauer proportional, die zum Ersetzen des ursprünglichen Umfangsliniensignals durch den Teil der Cosinuskurve erforderlich ist. Dieses Signal wird sowohl zur Berechnung des richtigen Zeitpunkts zum Umschalten von der ursprünglichen Umfangslinie zur Cosinuskurve als auch zur Erzeugung der korrekten Dauer der Umschaltung verwendet.

In dem Zeitpunkt, in dem der Krümmungsdetektor 114 eine Krümmung feststellt, wird der Zeit-Spannungs-Umsetzer getriggert, und er wirkt als Taktgeber. Die gesamte Verzögerungszeit des Signals vom Eingang zum Ausgang wird·

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mit T bezeichnet. In dem Kanal für das Signal y wird diese Verzögerung durch eine einfache Verzögerungsleitung 151 mit einer entsprechenden Verzögerungszeit T erzielt. In dem Kanal für das Signal χ ist eine zusätzliche Verzögerungsleitung 152 in Kaskade hinter die Verzögerungsleitung 144 geschaltet, und die Verzögerungszeit ist so gewählt, daß die Summe der von den zwei Verzögerungsleitungen 134 und 152 bewirkten Verzögerungen gleich der Gesamtverzögerungszeit T des anderen Kanals ist.

Der richtige Umschaltzeitpunkt wird dadurch bestimmt, daß zunächst an der Summierschaltung 154 die Differenz zwischen der Dauer des vom Cosinusgenerator erzeugten Austauschsignals und dsr Dauer des ursprünglichen Krümmungsabschnitts gebildet wird. Die Dauer des ursprünglichen Krümmungsabschnitts ist dem Ausgangssignal des Zeit-Spannungs-Umsetzers 120 proportional, wenn dieser angehalten wird. Allgemein ist die Dauer der Cosinuskurve länger als die der ursprünglichen Krümmung. Die Hälfte der oben angegebenen Differenz ist der Zeitwert, bei dem die Umschaltung auf die Cosinuskurve vor dem Auftreten des ursprünglichen Krümmungsbereichs in der verzögerten Kurve stattfinden muß. Daher bewirkt ein Verstärker 156 eine maßstäbliche Änderung des Differenzsignals aus der Summierschaltung 154 um einen Faktor 0,5. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers wird dann in einer Summierschaltung 158 von einer konstanten Spannung subtrahiert, deren Größe dem Wert der Gesamtverzögerungszeit T proportional ist. Die konstante Spannung wird von einer Spannungsquelle 160 geliefert.

Die tatsächliche Zeit der festgestellten momentanen Krümmung, die vom Zeit-Spannungs-Umsetzer 150 akkumuliert wird, wird mit dem Ausgangssignal der Summierschaltung 158 in einer Vergleichsschaltung 162 verglichen, die in dem Zeitpunkt, in dem die zwei Signale gleich sind, einen Ausgangsimpuls abgibt, wobei dieser Zeitpunkt dem Zeitpunkt entspricht,

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an dem der Sinuskurvenaustausch beginnen sollte. Zu diesem Zeitpunkt verursacht das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 162 die Erzeugung eines Impulses durch die Flip-Flop-Schaltung 164. Das Setz-Ausgangssignal der Flip-Flop-Ausgangsschaltung 164 wird in einer Integrationsschaltung integriert und dann an eine Vergleichsschaltung 168 angelegt. Das Ausgangssignal des Zeit-Spannungs-Umsetzers 148 wird ebenfalls an die Vergleichsschaltung 168 angelegt. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 168 wird dem Rücksetzeingang der Flip-Flop-Schaltung 164 zugeführt, deren Setz-Ausgangssignal an eine Cosinuskurvenersatzschaltung 170 angelegt wird. Somit wird am Setz-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 164 ein Impuls erzeugt,dessen Dauer gleich der für die Cosinuskurve erforderlichen Dauer ist, wie sie vom Ausgängssignal des Zeit-Spannungs-Umsetzers gemessen wird.

Dieser am Setz-Ausgang auftretende Rechteckimpuls hat zur Folge, daß zwei gleichartige Schaltungen 170 und 172 im Kanal für das Signal χ und im Kanal für das Signal ^-y (1) das ankommende verzögerte Kurvensignal abschalten, das an eine Sperrschaltung 174 angelegt ist, und (2) einen Cosinusgenerator starten, der dem in Fig.10 dargestellten Cosinusgenerator gleicht und der ein Signal mit der Dauer des einmalig auftretenden Signals mit einer entsprechenden Steigung und Amplitude erzeugt, so daß dieses glatt sowohl vor als auch nach der Wirkung der Flip-Flop-Schaltung 164 in das ankommende Signal übergeht. Dies wird dadurch erreicht,daß (1) bei der Abtast- und Speicherschaltung 178 die Amplitude und (2) bei der Differenzierschaltung und der Abtast- und Speicherschaltung 182 die Steigung des ankommenden Signals im Augenblick des Beginns des Setz-Impulses abgetastet werden und daß die abgetasteten

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Amplituden- und Steigungswerte zum Einteilen der Größe und der Steigung der Ersatzcosinuskurve verwendet werden, die während dieser Dauer erzeugt wird.

Die von den Schaltungen 170 und 172 abgegebenen Signale x^ und y_d enthalten somit anstelle der ursprünglichen scharfen Ecke eine glatte Verbindung aus einer entsprechenden Sinusoder Cosinuskurve, die den Bereich der Ecke an jeder der zwei Signale ersetzt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Ersatzkurve an der Summierschaltung 184 eine Anfangsamplitude verliehen wird, wobei die Ersatzkurve durch die · Schalteinheit 186 zur Summierschaltung 188 durchgeschaltet wird. Wenn kein Ersatz bewirkt wird, läßt die Sperrschaltung 174 das ursprüngliche Signal χ nicht zum Ausgang durch. Diese Kurve kann dann von den weiteren hier beschriebenen Anordnungen verarbeitet werden, und die Wirkung jeder Einstellung der Größe des Objekts besteht lediglich in einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Radius des Bogens, der die ursprüngliche scharfe Ecke ersetzt. Das Problem, das sich auf Grund der Anwesenheit scharfer Ecken in den Kurven ergeben könnte, und die daraus entstehenden hohen Werte der zeitlichen Ableitungen in der Schaltungsanordnung von Fig.2 werden somit beseitigt.

Fig.10 zeigt im einzelnen die Schaltung der Cosinusgeneratoren 140 und 176, die zur Erzeugung einer Kurve verwendet werden, die hinsichtlich der Steigung im Zeitpunkt der Aneinanderfügung an die Eingangskurve angepaßt ist. Diese Schaltung wird betrieben, indem am Eingang 190 ein Schrittsignal mit einer der gewünschten Steigung proportionalen Amplitude angelegt wird. Dieses Signal wird durch zwei Kanäle 192 und 194 verarbeitet. Im Kanal 192 wird das Signal mit einem konstanten Wert W mit Hilfe eines Verstärkers 196 multipliziert, der auf eine gewünschte Winkelfrequenz der Cosinuskurve

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voreingestellt ist. Im zweiten Kanal 194 wird das Signal in der Multiplizierschaltung 198 mit sich selbst multipliziert, damit das Quadrat des Signals erzeugt wird; dieses quadrierte Signal wird dann in der Summierschaltung 200 von einem von

2 der Quelle 202 gelieferten konstanten Signal R subtrahiert, das auf den Wert des Quadrats der gewünschten Amplitude R der Cosinuskurve voreingestellt ist. Dies entspricht geometrisch dem Quadrat des Radius des gewünschten Bogens. Das resultierende Signal wird dann in einer Quadratwurzelschaltung 204 verarbeitet. Das Ausgangssignal dieser Schaltung 204 bewirkt die Einstellung der in einer der Suinmierschaltungen 206 und 208 in einer Schleife von Integrationsschaltungen 210 und 212 verwendeten Amplitude, und es wird auch in äer Summierschaltung 214 vom Ausgangssignal der Schleife subtrahiert, so daß die Kurve anfänglich mit dem Wert Null beginnt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 126 wird der Integrationsschaltung 206 zur Einstellung der Steigung des Cosinussignals zugeführt. Die Integrationsschleife enthält die zwei Integrationsschaltungen 210 und 212 und einen Verstärker 216 mit einer negativen Verstärkung, die gleich dem Quadrat der gewünschten Winkelfrequenz W ist.

In der Technik der Analogrechner ist es bekannt, daß mit einer solchen Anordnung eine Cosinuskurve mit der Frequenz W erzeugt werden kann, wobei die Amplitude und die ,Steigung dieser Kurve von den konstanten Anfangswerten erzeugt werden, die den Eingängen der zwei Summierschaltungen 208 und 206 von der Quadratwurzelschaltung 204 bzw. vom Verstärker 196 zugeführt werden.

Die Schaltung von Hg.2 ist in einer Form dargestellt, die stets ein Ausgangssignal erzeugt, das eine Umhüllungslinie erzeugt, die größer als die vom Eingangssignal beschriebene Umfangslinie ist.'Wenn jedoch die Ausgangssummier-

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schaltungen 30 und 32 so eingestellt sind, daß die Differenz der ihr zugeführten zwei Signale gebildet wird, daß also insbesondere das aus dem Potentiometer 26 oder dem Potentiometer 28 kommende Signal von dem ursprünglichen Koordinatensignal der anderen Koordinate subtrahiert wird, dann ist die resultierende Urnhüllungslinie kleiner als die ursprüngliche Umfangslinie. Es gibt mehrere industriell wichtige Anwendungsfälle für die Erzeugung einer Umhüllungslinie, die gleichmässig kleiner als die ursprüngliche Umfangslinie ist. Einer dieser Anwendungsfälle ist die Beschreibung der Form eine?, Stanzstempels zum Ausstanzen dieser gewünschten Umfangslinie aus Blech oder aus anderem Material, da es in diesem Fall notwendig ist, eine bestimmte kleine Toleranz zwischen dem Stanzstempel und einer Ausnehmung in dem Stanzgesenk beim Ausstanzen eines Teils aus Blech aufrecht zu erhalten, damit die beste Arbeitsleistung erzielt wird. Ein anderer Fall ist das Strangpressen von Kunststoff oder Metall durch eine Öffnung mit einer gegebenen Querschnittsform. Allgemein sind die endgültigen Abmessungen des stranggepressten Teils nach dem Härten des Kunststoffs oder nach dem Kühlen des Metalls insgesamt geringfügig kleiner, da das Lösungsmittel in dem Kunststoff verdampft bzw. thermische Ausdehnungswirkungen in dem Metall auftreten.

Der verbleibende Teil des hier beschriebenen Verfahrens nach der Erzeugung des Umhüllungssignals besteht darin, die Umfangsliniensignale so zu verarbeiten, daß eine Ausrichtung für eine optimale Materialausnützung bestimmt wird. Zur Erklärung der Gesamtanordnung ist es von Nutzen, zunächst zwei Teilabschnitte zu betrachten, die aus herkömmlichen Schaltungsbauteilen und-vorrichtungen aufgebaut sind \ind die an verschiedenen Punkten der Gesamtanordnung verwendet werden.

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Einer dieser Teilabschnitte ist eine Schaltungsanordnung, mit der Signale so verarbeitet werden können,daß sich die Wirkung einer Drehung der Umfangslinie in der Ebene um einen gegebenen Winkel ergibt. Eine derartige Schaltungsanordnung ist in Fig.3 dargestellt, in der zur maßstäblichen Veränderung der den Verlauf der Umrißlinie darstellenden Signale χ und y Sinus- und Cosinusfunktionsgeberschaltungen verwendet werden. Schaltungen dieser Art sind auf dem Gebiet der Analogrechner und auf dem Gebiet von Radaranlagen weit verbreitet; eine dieser Schaltungen ist in der bereits erwähnten USA-Patentanmeldung Serial Number 66 533 vom 24.August 1970 im einzelnen beschrieben; eine genaue Beschreibung wird hier nicht wiederholt. Es sei nur bemerkt, daß bei der Anlegung eines Signals, dessen Größe einen gegebenen Drehwinkel (9 in Fig.3) darstellt, an den richtigen Eingang, die Ausgangssignale der zwei Drehausgänge dieser Schaltung die Wirkung einer Drehung des ursprünglichen Eingangssignals um den gewünschten Winkel in der Ebene repräsentieren.

Eine weitere Schaltungsanordnung, die zur Bestimmung von Maximal- und Minimalwerten verschiedener Signale während des gesamten Arbeitsgangs sowie zur Bestimmung der Differenz zwischen den jeweiligen Maximal - und .Minimalwerten in großem Umfang eingesetzt wird, ist in Fig.4 dargestellt. Das Grundverhalten dieser Schaltungsanordnung wird dadurch erzielt, daß ein Kondensator über eine Diode mit einer solchen Polarität aufgeladen wird, daß die Spannung entweder einen Maximalwert oder einen Minimalwert erreicht. Beispielsweise verursacht die Spannung des Eingangssignals im oberen Teil der Schaltungsanordnung von Fig.4 eine Aufladung des oberen Kondensators 48, wenn sie ansteigt, doch erfolgt keine Aufladung, wenn sie unter einen vorbestimmten Maximalwert abfällt, bei dem die Diode 44, durch die Strom

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fließt, in Sperrichtung vorgespannt wird. Der Kondensator hält somit den Maximalwert der angelegten Spannung während der Periodendauer der Kurve aufrecht. Aus praktischen Gründen ist es zweckmässig, einen Trennverstärker 40 mit dem Verstärkungsfaktor 1 zum Abtrennen der Eingangssignalquelle von der Dioden-Kondensator-Schaltung ai verwenden. Wenn die maximalen positiven und negativen Abweichungen der einzelnen Kurven in den entsprechenden Kondensatoren 48 und 50 einmal gespeichert sind, dann kann ihre Differenz einfach durch eine Übliche Summierschaltung 52 erhalten und als zusätzliches Ausgangssignal abgegeben werden. Wenn eine derartige Schaltung wiederholt verwendet werden soll, dann muß die Spannung an den Kondensatoren 48 und 50 wieder auf einen Extremwert neu eingestellt werden, so daß sie wieder nach Bedarf auf den Maximal- oder Minimalwert aufgeladen werden können. Dies ist in Fig.4 unter Verwendung eines Rückstellrelais 54 angegeben, das die zwei Kondensatoren 48 und 50 mit entsprechenden Hochspannungsversorgungsquellen 56 bzw. 58 mit den richtigen Polaritäten verbindet. In der Praxis können für die Wiedereinsteilung auch schnellere elektronische Schalter verwendet werden.

Der Gesamtvorgang der automatischen Bestimmung des optimalen Drehwinkels für die Anordnung läßt sich nun im Zusammenhang mit Fig.5 verstehen. Der Gesamtzweck der in Fig.5 dargestellten Schaltungsanordnung besteht darin, sowohl das ebene Originalumfangsliniensignal als auch das Umhüllungssignal um eine Folge von Winkeln zu drehen, die sich über alle möglichen Winkel oder über einen beschränkten Bereich verändern können. Bei diesem Vorgang werden die maximalen und minimalen Koordinaten des Signals f der Umhüllungslinie bestimmt, damit die momentane Höhe eines Streifens

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gefunden wird, der zum Unterbringen des Einzelteils bei dem bestimmten Drehwinkel erforderlich ist. Gleichzeitig führt ein anderer Abschnitt der in Fig.5 dargestellten Schaltungsanordnung eine wiederholte Abtastung der Originalumfangslinie und der Umhüllungslinie aus, damit festgestellt wird, wie groß der maximale Unterschied zwischen den Horizontalkoordinaten des Originalumfangsliniensignals und des Umhüllungssignals ist. Dieser Wert, der in Fig.6 als horizontale Linie zwischen den zwei Punkten A und B angegeben ist, entspricht dem Sprung oder dem Vorschub für das Einzelteil bei dem bestimmten Drehwinkel. Zusätzliche Abschnitte der Schaltungsanordnung von Fig.5 bestimmen und speichern den Wert des Winkels, für den das Produkt aus der Höhe und dem Vorschub einen minimalen Wert hat, also den Winkeln der optimalen Anordnung.

Zur Betrachtung der Arbeitsweise der in Fig.5 dargestellten Schaltungsanordnung seien zunächst zv/ei Gruppen von Signalen betrachtet, die durch den zuvor im Zusammenhang mit Fig.2 beschriebenen Vorgang verarbeitet worden sind. Diese Signale sindcks Originalumfangsliniensignal, das durch das Signal χ und das Signal y repräsentiert wird, sowie das Umhüllungssignal , das durch die Signale χ und $ repräsentiert wird. Diese Signale werden an gleichartige Drehschaltungen 60 und 62 angelegt, die in Fig.3 dargestellt sind. Ein Hauptzeitgeber 64 wird dazu verwendet, den Drehwinkel schrittweise in einer Folge von Werten weiter zu schalten, die für den bestimmten Fall, für den das Einzelteil verwendet wird, geeignet sind. Oft bestehen keine Einschränkungen hinsichtlich der Orientierung, so daß alle Orientierungen zwischen 0 und 180° betrachtet werden können (es sei bemerkt, daß eine Drehung um 180° die Einzelteile umdreht und die Beziehung der Teile zueinander nicht beeinflußt). Es ist daha* nicht notwendig, in Schritten über einen Bereich

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von 360° zu prüfen). Es gibt jedoch viele Fälle, in denen die Orientierung auf einen gegebenen Winkelbereich beschränkt ist. Dies kann viele Ursachen haben. Auf dem Gebiet der Metallverarbeitung ergibt sich beispielsweise eine Einschränkung daraus, daß das Metallteil bei einem nachfolgenden Arbeitsgang gebogen werden muß. Die Biegeachse bei manchen Hartmetallteilen muß innerhalb eines kleinen eingeschränkten Drehwinkels senkrecht zur Kornrichtung des Metalls verlaufen. Ein anderer Fall liegt beispielsweise beim Stanzen verschiedener Materialien vor, bei dem die Richtung des Teils nicht um mehr als einen kleinen eingeschränkten Bereich von einem gegebenen Winkel abweichen darf, da irgendein dekoratives Muster auf dein Teil vorhanden ist oder andere anisotrope Eigenschaften vorliegen, die in einem bestimmten gegebenen Verhältnis zur Form des Teils stehen müssen. Dies kann vor dem Betrieb der Anordnung voreingestellt v/erden.

Der Hauptzeitgebei· 64 verursacht das Weiterschalten des von einem Treppen-Winkelgenerator 66 erzeugten Winkelwerts, und er erzeugt auch. Syncnronisierungs- und Schaltimpulse, die für andere Zwecke verwendet werden. Die Schrittweite der vom Generator 66 erzeugten verschiedenen Winkeländerungen wird gemäß den Genauigkeitsanforderungen und den Fähigkeiten der Maschinen voreingestellt, die schließlich zum fertigen Ausstanzen oder Ausschneiden des Einzelteils verwendet werden.

Für jeden gegebenen Drehwinkel erzeugt der Hauptzeitgeber 64 auch einen Schaltimpuls an der Leitung 68, dessen Dauer so ist, daß sie für eine vollständige Abtastung der Originalumfangslinie und der Umhüllungslinie ausreicht, wobei dieses Signal an mehrere bei 70 allgemein dargestellte Torschaltungen angelegt ist.Diese Torschaltungen lassen eine vollständige Umfangslinienabtastung zu entsprechenden Aufzeichnungsspuren auf einer Aufzeichnungsplatte 72 über die Aufzeichnungsköpfe 73 zu.

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Die Verwendung einer magnetischen Aufzeichnungsplatte 72 ist aus Zweckmässigkeitsgründen dargestellt, doch könnten auch andere Einrichtungen zum Aufzeichnen der Information verwendet werden, etwa die Quantisierung und diskrete punktweise Speicherung der Daten in einem Magnetkernspeicher aus einzelnen Kernen. Das Aufzeichnen dieser Information hat den Zweck, die wiederholte Abtastung des gleichen Signals zuzulassen, ohne daß eine spezielle Synchronisierung gleichzeitiger x-Koordinaten der Originalumfangsliniensignale und der Umhüllungssignale erforderlich ist.

Gleichzeitig mit der einen Abtastung der Umfangslinien zum Zweck der Aufzeichnung wird mit Hilfe der Einheit 74 eine Extremwertbestimmung der y-Koordinate der Umhüllungslinie ausgeführt, wobei die Einheit 74 vor dem Beginn der Abtastung mittels eines Synchronisierungsimpulses aus dem Hauptzeitgeber 64 zurrückgestellt worden ist. Das Arbeiten dieser im Zusammenhang mit Fig.4 genauer beschriebenen Einheit hat die V/irkung, ein konstantes Signal zu erzeugen, das die Höhe der Umhüllungslinie darstellt, da sie an den Differenzausgang der Schaltung von Fig.4 angeschlossen ist. Dieses Signal wird an eine Multipliziereinheit 76 angelegt, in der es in einer noch zu beschreibenden Weise benutzt wird.

Nachdem die Umfangsliniensignale nun auf Spuren aufgezeichnet sind und für eine fortgesetzte Wiederabtastung zur Verfügung stehen, wird eine wiederholte Prüfung dieser Signale mit Hilfe von zusätzlichen Teilen dieser Schaltungsanordnung ausgeführt. Der Zweck dieser Abschnitte besteht darin, alle y-Verte vom niedrigsten bis zum höchsten Viert des Umfangsliniensignals abzutasten, und bei jedem y-Wert die maximale Differenz zwischen dem x-Wert des OrJtinalumfangsliniensignals und des Umhüllungssignals festzustellen.

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Diese Wirkung wird mit Hilfe eines sich langsam ändernden Rampensignals erreicht, das vom Treppengenerator 78 erzeugt wird. Die Länge jeder Stufe ist gleich der zum Wiedergeben der Aufzeichnung einer vollständigen Abtastung des Umfangsliniensignals benötigten Zeit. Die Höhe jeder Stufe reicht aus, eine vollständige Abtastung aller y-Werte zu gewährleisten. Anstelle eines Treppengenerators kann auch ein Rampengenerator verwendet werden. Dieser Rampengenerator wird von einem Synchronisierungsimpuls aus dem Hauptzeitgeber 64 (ebenso wie der Treppengenerator) ausgelöst, wobei dieExtremspannungswerte der Rampe so voreingestellt sind; daß der gesamte von dem Einzelteil eingenommene Vertikalbereich überstrichen wird. Die Abtastung erfolgt sehr langsam im Vergleich zu der zum Abspielen der Aufzeichnung einer vollständigen Abtastung des Umrißliniensignals mittels der Leseköpfe 80 erforderlichen Zeit. Daher kann die Rampenspannung so betrachtet werden, als hätte sie einen im wesentlichen gleichmässigen Wert während jeder einzelnen Abtastung des Umfangsliniencignals.

Wenn das Umfangsliniensignal abgetastet wird, werden die y-Koordinatensignale von der ursprünglichen Umfangslinie und von der Umhüllungslinie an gleichartige Vergleichsschaltungen 82 und 84 angelegt. Diese Vergleichsschaltungen, die auf dem Gebiet der elektronischen Schaltungen in großem Umfang angewendet werden, empfangen ein zusätzliches Eingangssignal vom Treppengenerator 78. Die Ausgangsklemmen der Vergleichsschaltungen 82 und 84 führen nur dann ein Ausgangssignal, wenn die zwei Eingangssignale hinsichtlich ihrer Amplitude und ihrer Polarität übereinstimmen. Daher tritt der von den Vergleichsschaltungen 82 und 84 zu den UND-Gliedern 86 und 88 geleitete Impuls nur dann auf, wenn der y-Wert der Abtastkoordinate gleich dem Momentanwert der Treppenspannung ist.

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Damit die Messung des Abstandes AB von Fig.6 gewährleistet wird, schaltet eine Flip-Flop-Schaltung 90 die UND-Glieder und 88 abwechselnd so, daß die Umhüllungslinie bei der Aufwärtsabtastung der Umfangslinie festgestellt wird, vährend die Originalumfangslinie während der Abwärtsabtastung festgestellt wird. Das bedeutet, daß die Flip-Flop-Schaltung 90 bei der Aufwärtsabtastung der Umfangslinien das UND-Glied 88 so schaltet, daß der y-tfert der UmhüTlungslinienabtastkoordinate festgestellt wird, wenn er gleich dem Wert der Treppenspannung ist. Nach der Feststellung _ .dieses y-Wertes wird die Flip-Flop-Schaltung 90 mit Hilfe des Ausgangssignals aus einer Verzögerungsleitung 92 gekippt,dessen Länge so bemessen ist, daß gewährleistet wird, daß der y-Wert des Originalumfangsliniensignals größer als der derzeitige Wert der Treppenspannung ist. Wenn er nicht größer wäre, würde der kürzere Abstand zwischen der Urahüllungslinie und der ursprünglichen Umfangslinie anstelle des- größeren Abstandes gemessen. Nach dem Kippen der Flip-Flop-Schaltung 90 wird das UND-Glied 86 so geschaltet, daß der y-Wert der Abtastkoordinate der Originalumfangslinie festgestellt wird, wenn er gleich dem Wert der Treppenspannung ist. Wenn also längs einer Seite der Umfangslinie nach oben gefahren wird, werden die y-Werte erhöht, Und die y-Werte der Umhüllungslinie werden festgestellt, während beim nach unten Fahren längs der anderen Seite der Um'fangslinie die y-Werte erniedrigt werden und die y-Werte der Originalumfangslinie festgestellt werden. Da die Länge jeder Stufe gleich einer vollständigen Abtastung der Umfangslinie ist, werden die richtigen y-Werte für die Umhüllungslinie und die Originalumfangslinie bei jeder Stufe festgestellt.

An den jeweiligen Zeitpunkten, an denen die y-Werte der Umhüllungslinie und der Originalumfangslinie festgestellt

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werden, werden die entsprechenden x-Werte mitHilfe von Abtast- land Speicher schaltungen 9h und 96 abgetastet und zu der in Fig.4 dargestellten Extremwertfeststellungsschaltung 98 übertragen. Diese Schaltung, die für jede Wiederholung der abgetasteten Uiafangslinie mit Hilfe eines Zeitsteuerimpulses auf der Leitung 100 von der Aufzeichnungsplatte 92 zurückgestellt wird, hat die Wirkung, an ihrem Differenzausrang den maximalen Differenzwert für die x-Koordinaten der Originalumfangsliniensignale und der Umhüllungsliniensignale bei einem gegebenen Wert der y-Koordinate abzugeben. Dieser Maximalwert entspricht dem Vorschub oder der Schrittweite, die für die Horizontalbewegung der Teile erforderlich ist, die in einer Anordnung nebeneinanderliegen. Dies ist in Fig.6 mit Hilfe der horizontalen Linie zwischen den Punkten A und B angegeben.

Das den Vorschub oder die Schrittweite repräsentierende Signal, das von der Extremwertfestetellungsschaltung 98 abgegeben wird, wird an einem der Eingänge der Multiplizierschaltung 76 angelegt, wo es mit dem Höhensignal aus der Extremwertfeststellungsschaltung Ik multipliziert wird. Das resultierende Signal entspricht der Fläche, das für jedes Teil als Rechteck mit einer gegebenen Vorschubbreite und-höhe erforderlich ist. Diese Fläche enthält die Fläche des Teils selbst und die Fläche des Abfalls, der vorhanden sein kann, v/eil das Teil nicht genau rechtwinklig geformt ist. Das Flächensignal wird am Ende jeder Abtastung der Umfangslinie in der Abtast-und Speicherschaltung 102 mit Hilfe des an die Leitung 100 angelegten ZeitSteuerimpulses abgetastet.

Dieses Flächensignal nimmt für einen der optimalen Anordnung entsprechenden bestimmten Drehwinkel einen Iliniraalwert an.

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Mit Hilfe des restlichen Abschnitts der Schaltungsanordnung

von Fig.5 wird dieser Minimalwert festgestellt, indem das Flächensignal durch den entsprechenden Kanal der Extremwertfeststellungsschaltung 104 von Fig.4 verarbeitet wird. Anschließend wird die Ableitung dieses Signals in einer Differenzierschaltung 106 gebildet. Eine Gleichrichterschaltung 108 liefert ein Signal, wenn das Flächensignal abnimmt, oder negativer wird. Wenn das Flächensignal ansteigt wird das aus der Differenzierschaltung 106 kommende positive Ableitungssignal über die Gleichrichterschaltung 108 nicht übertragen. Wenn das Flächensignal abnimmt, veranlaßt das aus der Gleichrichterschaltung 108 kommende Signal eine Abtast-und Speicherschaltung 110, den Wert des Winkels abzutasten und zu speichern, der dann vom Treppengenerator 66 erzeugt wird. Wenn der Hauptzeitgeber 64 seine gesarate Arbeitsfolge durchlaufen hat, so daß der Drehwinkel durch den gewünschten Bereich weitergeschaltet worden ist,dann entspricht das Ausgangssignal der Abtast- und Speicherschaltung 110 dem zuletzt vorgekommenen Winkel, bei dem eine Abnahme des Flächensignals stattgefunden hat. Dies ist der. Winkel der minimalen Fläche oder der optimalen Ausnützung für dieses bestimmte Teil innerhalb des gegebenen Drehwinkelbereichs.

Zur Klarstellung und weiteren Erläuterung der Bedeutung einiger der in Fig.5 dargestellten Signale sei auf Fig.6 verwiesen. Das Diagramm des gedrehten Teils in Fig.öA zeigt die Originalumfangslinie sowie eine horizontale Linie zwischen den Punkten A und B, die dem Vorschubsignal entspricht. Die x-Koordinaten der Punkte A und B entsprechen den zwei in die Extremwertschaltung 98 von Fig.5 eingegebenen Signalen. Die Länge der Linie vom Punkt A zum Punkt B in Fig.6 entspricht dem aus der Schaltung 98 kommenden Signal. Die zwei Punkte an der Oberseite und an der Unterseite

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der mit einer gestrichelten Linie in Fig.6 angegebenen Umhüllungslinie sind die Maximal- und Minimalwerte des Verlaufs des Umhüllungssignals. Diese zwei Signale werden in der Extremwertfeststellungsschaltung Ik von Fig.5 gespeichert, und ihre Differenz, nämlich das Höhensignal wird von der Mittelklemme dieser Schaltung abgegeben. In Fig.6B ist angegeben, wie die tatsächliche optimale Ineinanderfügung zweier benachbarter Teile erfolgen würde, falls ein Einzelteil vorliegt, das in Form eines Kreises mit einem an einem Rand ausgeschnittenen Bogen ausgeführt ist.

Als zusätzliches Beispiel der Anwendung des hier beschriebenen Verfahrens und der hier beschriebenen Anordnung ist in Fig.7 die Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens bei einem Fall dargestellt, bei dem Einzelteile unter Anwendung eines Wechselvorschubs oder in mehrfacher Kombination hergestellt werden. Dies ist ein Vorgang, der in der metallverarbeitenden Industrie und auch in vielen anderen Zweigen der Industrie häufig angewendet wird, wobei bekannt ist, daß zwei Teile gleichzeitig hergestellt werden können, indem sie in unterschiedlicher Ausrichtung angeordnet werden oder ein Teil aus einem Abschnitt eines Materialstreifens hergestellt werden kann, worauf das Abfallstück umgedreht und ein zweites Mal durch die Maschine zur Erzeugung einer zweiten Folge von Einzelteilen geschickt wird, die im Abfallbereich der ursprünglichen Lochungen liegen. Diese Teile werden typischerweise, jedoch nicht zwingend, dadurch hergestellt, daß sie abwechselnd um einen Winkel von 180° bezüglich der benachbarten ineinanderverschachtelten Teile angeordnet werden. Die gleiche allgemeine Lösungsmöglichkeit gilt für Teile, deren Form sich für die Herstellung von drei, vier oder mehr Teilen auf einmal eignet.

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Fig.7A jseigt zwei ineinanderverschachtelte T-förmige Teile, von denen eines um einen Winkel von 180° gedreht ist. Die Punkte ¥ und X der zwei Umfangslinien können ebenso wie die Punkte X, Y und Z zur Erzeugung einer einzigen Umfangslinie verbunden werden, die die Kombination der zwei T-förmigen Teile darstellt. Die Gesamtumfangslinie kann exakt in der gleichen Weise wie die Umfangslinie eines tatsächlich einteiligen Teils mit Hilfe der oben beschriebenen Anordnung des oben beschriebenen Verfahrens behandelt werden. Daher wird für die Ausrichtung der Kombination der zwei T-förmigen Teile im Hinblick auf eine optimale Ausnutzung des Materials eine gemäß der Darstellung von Pig.7A geformte Urahüllungslinie erzeugt.

Es ist möglich, Werkzeuge zum Ausstanzen der beiden T-förmigen Teile bei einem Durchlauf desMaterialstreifens durch das Werkzeug herzustellen. Dies ist unter dem Ausdruck "Zwei auf einmal" zu verstehen. Andrerseits ist es auch möglich, ein Werkzeug so zu bauen, daß aus dem Streifen mit der in Fig.7B angegebenen Breite nur ein Teil ausgestanzt wird, nämlich das in Fig.7B mit 1 bezeichnete Teil.Nachdem dieser Vorgang beendet ist, wird das Abfallmaterial endweise umgedreht und für einen zusätzlichen Durchlauf v/ieder durch das Werkzeug geschickt, wobei nun aus dem Rest des Materialstreifens die in Fig.7B mit 2 bezeichneten Teile ausgestanzt werden.

In der obigen Beschreibung sind zwar bestimmte Möglichkeiten zum Rückstellen von Schaltungen am Ende gewisser sich wiederholender Zyklen im Verlauf des Arbeitsablaufs angegeben worden, doch kann dies auch auf andere Weise erreicht werden.

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Ferner ist zu erkennen, daß die verschiedenen oben beschriebenen Verzögerungseinrichtungen mit Hilfe von Aufzeichnungs-Wiedergabe-Einrichtungen oder mit Hilfe von digitalisierenden Speichern verwirklicht werden könnten. Tatsächlich könnten alle oben beschriebenen Vorgänge mit Hilfe eines Programms verwirklicht werden, das in einem digitalen Allzweckcomputer abläuft.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zum automat!, sehen Ausrichten von Objekten mit einer vorbestimmten geometrischen Form auf flächenhaftem Material, wobei die Umfangslinie dieser Form von Umfangsliniensignalen entsprechend dem Koordinatenort repräsentativer Punkte der Umfangslinie wiedergegeben sind, gekennzeichnet durch Signalerzeugungseinrichtungen, die in Abhängigkeit von den Umfangslinien-Signalen Umhüllungsliniensignale erzeugen, die einer Umfangsform entsprechen, die zumindest von Teilen der Umfangslinie des Objekts um einen vorbestimmten V/ert abweichen, und Berechnungseinrichtungen, die in Abhängigkeit von den Umfangsliniensignalen und von den Umhüllungssignalen diejenige Ausrichtung des Objekts bestimmen, die einem optimalen Ausnutzungsgrad des flächenhaften Materials entspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-daß die Berechnungseinrichtungen Anordnungen zum Bestimmen des Winkels enthalten, bei dem sich die optimale Ausrichtung ergibt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsliniensignale und die Umhüllungsliniensignale elektrische Signale sind,

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die_Umhüllungslinie außerhalb der Umfangslinie des Objekts liegt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungslinie innerhalb der Umfangslinie des Objekts liegt.

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6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in den Berechnungseinrichtungen Anordnungen vorhanden sind, die die Umfangslinien- und Umhüllungsliniensignale um einen vorbestimmten Drehwinkel in mehreren Winkelschritten drehen, so daß gedrehte Umfangslinien- und Umhüllungsliniensignale entstehen, daß Höhenberechnungseinrichtungen vorhanden sind, die auf die gedrehten Umrißliniensignale zur Bestimmung der Höhe und der gedrehten Umhüllungslinie bei Jedem der Winkelschritte ansprechen, daß Sprungberechnungsein richtungen vorgesehen sind, die auf die gedrehten Umfangslinien-und UmhUllungsliniensignale zur Bestimmung des maximalen horizontalen Abstandes zwischen der gedrehten Umfangslinie des Objekts und der zugehörigen Umhüllungslinie bei jedem -der Winkelschritte ansprechen, und daß Berechnungseinrichtungen zur Berechnung der optimalen Ausrichtung auf die Ausgangssignale der Höhenberechnungseinrichtungen und der Sprungberechnungseinrichtungen so ansprechen, daß sie diejenige Ausrichtung des Objekts bestimmen, bei der sich der optimale Ausnutzungsgrad des flächenhaften Materials ergibt.

7. Anordnung nach Anspruch. 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Drehwinkel 360° beträgt.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,ddß in den Sprungberechnungseinrichtungen Speichereinrichtungen zum Speichern der gedrehten Umfangslinien- und Umhüllungsliniensignale bei jedem der Winkelschritte vorhanden sind, daß in diesen Sprungberechnungseinrichtungen ferner Abtasteinrichtungen vorhanden sind, die auf diese gespeicherten Signale so ansprechen, daß der horizontale Abstand zwischen der gedrehten Umfangslinie des Objekts und der Umhüllungslinie bei aufeinanderfolgenden ausgewählten, vertikal verschobenen Punkten längs der Vertikalausdehnung des Objekts bei jedem der Winkelschritte abgetastet wird, und daß in den

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Sprungberechnungseinrichtungen erste Feststellungseinrichtungen vorhanden sind, die auf die Ausgangssignale der Abtasteinrichtungen so ansprechen, daß der gleiche maximale Horizontalabstand zwischen der gedrehten Umfangslinie des Objekts und der dazugehörigen Umhüllungslinie bei jedem der Winkelschritte festgestellt wird.

9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtungen zum Berechnen der optimalen Ausrichtung Multipliziereinheiten zum Multiplizieren der Ausgangssignale aus den Höhenberechnungseinrichtungen und den Sprungberechnungseinrichtungen zum Bilden eines Flächensignals bei jedem der Winkelschritte enthalten und daß ferner zweite Feststellungseinrichtungen vorgesehen sind, die auf die Flächensignale derart ansprechen, daß bei allen Winkelschritten das Minimumflachensignal festgestellt wird, damit diejenige Ausrichtung des Objekts bestimmt wird, bei der sich der optimale Ausnutzungsgrad des fläohenhaften Materials ergibt.

10. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtungen einen Winkelsignalgenerator zur Erzeugung einer Folge von WinkelSignalen entsprechend den mehreren Winkelschritten enthalten und daß die Berechnungseinrichtungen Speichereinrichtungen enthalten, die in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Berechnungseinrichtungen zum Berechnen der optimalen Ausrichtung den der Ausrichtung mit optimalem Wirkungsgrad entsprechenden Winkelschritt speichern.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsliniensignale des Objekts repräsentative Punkte längs der Umfangsform im kartesisehen Koordinatensystem angeben und daß die Umfangsliniensignale des Objekts eine

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den Abszissen der Punkte entsprechende erste Signalmenge und eine den Ordinaten dieser Punkte entsprechende zweite Signalmenge enthalten.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtungen erste und zweite Differenzierschaltungen zum Bilden der zeitlichen Ableitung der ersten und zweiten Signalmengen enthalten daß erste Verarbeitungseinrichtungen zum Kombinieren der ersten Signalmenge mit den Ausgangssignalen der zweiten Differenzierschaltung vorgesehen sind, und daß zweite Verarbeitungseinrichtungen zum Kombinieren der zweiten Signalmenge mit den Ausgangssignalen der ersten Differenzierschaltung vorgesehen sind, wobei die Ausgangssignale der ersten Verarbeitungseinrichtungen den Abszissenwerten von repräsentativen Punkten längs der Umhüllungslinie entsprechen und die Ausgangssignale der zweiten Verarbeitungseinrichtungen den Ordinatenwerten von repräsentativen Punkten längs der Umhüllungslinie entsprechen.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten uid zweiten Verarbeitungseinrichtungen Summierschaltungen zum Addieren der an sie angelegten Signale zur Bildung von

■ UmhüllungsSignalen entsprechend einer Umhüllungslinie, die größer als die Umfangslinie des Objekts ist, enthalten.

14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verarbeitungseinrichtungen eine Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren der Ausgangssignale aus der zweiten Divisionsschaltung von der ersten Signalinenge enthalten und daß diß.zweiten Verarbeitungseinridtungen eine Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren der Ausgangssignale aus der ersten Divisionsschaltung von der zweiten Signalmenge enthalten, so daß Umhüllungssignale entsprechend einer Umhüllung, die kleiner als die Umfangslinie des Objekts ist, gebildet werden.

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15. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

die Signalerzeugungseinrichtungen erste und zweite Maßstabsänderungsvorrichtungen zum jeweiligen maßstäblichen Ändern der Ausgangssignale der ersten und zweiten Differenzierschaltung eithalten.

16. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den Signalerzeugungseinrichtungen erste und zweite Quadrierschaltungen zum Quadrieren der Ausgangssignale der ersten und zweiten Differenzierschaltungen enthalten sind, daß die Signalerzeugungseinrichtungen eine Summier-Bchaltung zum Summieren der Ausgangssignale der ersten und zweiten Quadrierschaltungen enthalten, daß die Signalerzeugungseinrichtungen ferner Wurzelbildungseinrichtungen zum Berechnen der Quadratwurzel des Ausgangssignals der Summierschaltungen enthaltei4aß die Signalerzeugungseinrichtungen ferner erste und zweite Divisionsschaltungen zum Dividieren der Ausgangssignale der ersten und zweiten Differenzierschaltungen durch das Ausgangssignal der Wurzelbildungseinrichtung enthalten, daß die ersten Verarbeitungseinrichtungen die erste Signalmenge mit den AusgangsSignalen der zweiten Divisionseinrichtung kombiniert und daß die zweite Verarbeitungseinrichtung die zweite Signalmenge mit den Ausgangssignalen der ersten Divisionseinrichtung kombiniert, so daß die Ausgangssignale der ersten Verarbeitungseinrichtung den Abszissenvrerten von repräsentativen Punkten längs der Umhüllurgslinie entsprechen, während die Ausgangssignale der zweiten Verarbeitungseinrichtung den Ordinatenwerten von repräsentativen Punkten längs der Umhüllungslinie entsprechen.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Verarbeitungseinrichtungen Summierschaltungen zum Addieren der an sie angelegten Signale zur Bildung von Umhüllungssignalen entsprechend einer Umhüllungslinie, die größer als die Umfangslinie des Objekts ist, enthalten.

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18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verarbeitungseinrichtungen eine Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren der Ausgangssignale aus der zweiten Divisionsschaltung von der ersten Signalmenge enthalten und daß die zweiten Verarbeitungseinrichtungen eine Subtraktionsschaltung zum Subtrahieren der Ausgangssignale aus der ersten Divisionsschaltung von der zweiten Signalmenge enthalten, so daß Umhüllungssignale entsprechend einer Umhüllung, die kleiner als die Umfangslinie des Objekts ist, gebildet werden.

19v Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtungen erste und zweite Maßstabsänderungsvorrichtungen zum jeweiligen maßstäblichen Ändern der Ausgangssignale aus den ersten und zweiten Divisionsschaltungen enthalten.

20. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch v/eitere Signalerzeugungseinrichtungen, die in Abhängigkeit von den Umfangsliniensignalen des Objekts diejenigen Signale, die scharfen Ecken in der Umfangslinie des Objekts entsprechen durch Ersatzsignale ersetzen, die zur Folge haben, daß die Uinhüllungsliniensignale in einem im wesentlichen gleichen Abstand vom nächstliegenden Punkt der Umfangsliniensignale des Objekts an allen Stellen verlaufen.

21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß

die v/eiteren Signalerzeμgungseinrichtungen eine in Abhängigkeit von den Umfangsliniensignalen des Objekts das Vorhandensein scharfer Ecken in den Umfangsliniensignalen feststellende Feststellungseinrichtung enthalten, daß in den \^eiteren Signalerzeugungseinrichtungen Berechnungseinrichtungen vorgesehen sind, die auf die Feststellungseinrichtung und auf die Umfangsliniensignale des Objekts derartig ansprechen, daß sie die Größe der Ersatzsignale und den genauen Punkt, an

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dem die Ersatzsignale anstelle der Umfangsliniensignale einzusetzen sind, feststellen, und daß Ersatzsignalerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von den Berechnungseinrichtungen die Ersatzsignale erzeugen und sie in die Umfangsliniensignale des Objekts einfügen.

22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsliniensignale des Objekts repräsentative Punkte längs der Umfangsform im kartesischen Koordinatensystem angeben und daß die Umfangsliniensignale des Objekts eine den Abszissen der Punkte entsprechende erste Signalmenge und eine den Ordinaten dieser Punkte entsprechende zweite Signalmenge enthalten.

23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die in den weiteren Signalerzeugungseinrichtungen enthaltene Feststellungseinrichtung folgende Teile enthält: Erste und zweite Differenzierschaltungen zum Bilden der zeitlichen Ableitung der ersten und zweiten Signalmengen, erste und zweite Verzögerungseinrichtungen, die die Ausgangssignale der ersten bzw. zweiten Differenzierschaltungen um eine Zeitdauer verzögern, die wenigstens der zum Abtasten der scharfen Ecken benötigten Zeitdauer entspricht, eine erste Multiplizierschaltung zum Multiplizieren der Ausgangsschaltung der ersten Differenzierschaltung mit den Ausgangssignalen der zweiten Verzögerungseinrichtung, eine zweite Multiplizierschaltung zum Multiplizieren der Ausgangssignale der zweiten Differenzierschaltung mit den Ausgangssignalen der ersten Verzögerungseinriditurg und Verarbeitungseinrichtungen zum Kombinieren des Ausgangssignals der ersten Multiplizierschaltung mit dem Ausgangssignal der zweiten Multiplizierschaltung zum Herleiten eines der Krümmung der Umfangslinie des Objekts entsprechenden Krümmungssignals.

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24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Summierschaltung enthält, die das Ausgangssignal der ersten Multiplizierachaltung vom Ausgangssignal der zweiten Multiplizierschaltung derart subtrahiert, daß das Krümmungssignal die Anwesenheit einer äußeren Ecke in der Umfangslinie des Objekts anzeigt.

25. Verfahren zum automatischen Ausrichten von Objekten mit einer vorbestimmten geometrischen Form auf einem flächenhaften Material, wobei die UmfangsTinie der Form von Umfangsliniensignalen entsprechend dem Koordinatenort repräsentativer Punkte der Umfangslinie ausgedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von den Umfangsliniensignalen des Objekts Umhüllungsliniensignale erzeugt v/erden, die einer Umfangslinie entsprechen, die wenigstens von einem Teil der Umfangslinie des Objekts um einen vorbestimmten Wert abweicht, und daß in Abhängigkeit von den Umfangsliniensignalen des Objekts und von den Uinhüllungsliniensignalen die Ausrichtung des Objekts berechnet wird, die dem optimalen Ausnutzungsgrad des flächenhaften Materials entspricht.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Berechnung der Winkel bestimmt wird, bei dem der optimale Ausrichtungsv/irkungsgrad auftritt.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsliniensignale des Objekts und die Umhüllungsliniensignale elektrische Signale sind.

28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Umhü] lungslinie außerhalb der Umfangslinie des Objekts liegt.

29. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß

die Umhüllungslinie innerhalb der Umfangslinie des Objekts liegt.

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30. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser Berechnung die Umfangsliniensignale des Objekts und die Umhüllungssignale durch einen vorbestimmten Bereich von Ausrichtungswinkeln zur Erzeugung gedrehter Umfangslinien- und Umhüllungsliniensignale gedreht werden, in Abhängigkeit von den gedrehten Umhüllungsliniensignalen die Höhe der gedrehten UmhüTlungslinie bei jedem der Winkelschritte bestimmt wird, in Abhängigkeit von den gedrehten Umfangslinien- und Umhüllungsliniensignalen der maximale horizontale Abstand zwischen der gedrehten Umfangslinie des Objekts und der zugehörigen Umhüllungslinie bei jedem der "Winkelschritte bestimmt wird, und in Abhängigkeit von dem sich bei der Berechnung der Vertikalhöhe und bei der Berechnung des maximalen Horizontalabstandes ergebenden Ausgangssicnalen die Ausrichtung des Objekts bestimmt wird, die den optimalen Ausnutzungsgrad des flächenhaften Materials entspricht.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte V/inkelbereich volle 180° beträgt.

32. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsliniensignale des Objekts repräsentative Punkte längs der Umfangsform im kartesischen Koordinatensystem angeben und daß die Umfangsliniensignale des Objekts eine den Abszissen der Punkte entsprechende erste Signalmenge und eine den Ordinaten dieser Punkte entsprechende zweite Signalmenge enthalten.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Signalerzeugung in ersten und zweiten Differentiationsschritten die zeitlichen Ableitungen der ersten und zweiten Signalmengen gebildet werden, die erste Signalmenge und die sich bei dem zweiten Differentiationsschritt ergebende Ausgangssignale in einem ersten Kombinierungsschritt

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kombiniert werden, damit Ausgangssignale erhalten werden, die den Abszissen von repräsentativen Punkten längs der Umhüllungslinie entsprechen, und die zweite Signalmenge mit den sich aus dem ersten Differentiationsschritt ergebenden Ausgangssignalen in einem zweiten Kombinationsschritt kombiniert werden, damit Ausgangssignale erhalten werden, die den Ordinaten von repräsentativen Punkten längs der Umhüllungslinie entsprechen.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Kombinationsschritten jeweils die dabei kombinierten Signale so addiert werden., daß Umhüllungsliniensignale entstehen, die einer Umhüllungslinie entsprechen, die größer als 'die Umfangslinie des Objekts ist.

35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Kombinationsschritt die sich bei dem zweiten Divisionsschritt ergebenden Ausgangssignale von der ersten Signalmenge subtrahiert v/erden und daß bei dem zweiten Kombinationsschritt die sich toi dem ersten Divisionsschritt ergebenden .Ausgangssignale von der zweiten Signalgruppe subtrahiert werden, damit Umhüllungsliniensignale entstehen, die einer Umhüllungslinie entsprechen, die kleiner als die Umfangslinie des Objekts ist.

36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Signalerzeugung erste und zweite Maßstabsänderungsschritte zum maßstäblichen Ändern der sich bei der Durch führung der ersten und der zweiten Differentiationsschritte ergebenden Ausgangssignale ausgeführt v/erden.

37. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Signalerzeugung folgende Schritte ausgeführt werden: Erste und zweite Quadrierungsschritte zum Quadrieren der sich bei der Durchführung der ersten und zweiten Differentiationsschritte ergebenden Ausgangssignale, eine Summierung der sich bei ö.en ersten und zweiten Quadrierungsschritten '

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ergebenden Ausgangssignale, die Bildung der Quadratwurzel des sich bei dem Summierschritt ergebenden Ausgangssignals und erste und zweite Divisionsschritte zum Dividieren der sich bei den ersten und zweiten Differentiationsschritten ergebenden Ausgangssignale durch die sich bei dem Quadratwurzelbildungsschritt ergebenden Ausgangssignale, daß bei dem ersten Kombinationsschritt die erste Signalmenge mit den sich bei dem zweiten Divisionsschritt ergebenden Ausgangssignalen kombiniert werden, damit Ausgangssignale erhalten werden, die den Abszissen von repräsentativen Punkten längs der Umhüllungslinie entsprechen, und daß bei dem zweiten !Combinationsschritt die zweite Signalmenge mit den sich aus dem ersten Divisionschritt ergebenden Ausgangssignalen kombiniert werden, damit sich Ausgangssignale ergeben, die den Ordinaten von repräsentativen Punkten längs der Umhüllungslinie entsprechen.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Kombinationsschritten jeweils die dabei kombinierten Signale so addiert werden, daß Umhüllungsliniehsignale entstehen, die einer Umhüllungslinie entsprechen, die größer als die Umfangslinie des Objekts ist.

39. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Kombinationsschritt die sich bei dem zweiten Divisionsschritt ergebenden Ausgangssignale von der ersten Signalmenge subtrahiert v/erden und daß bei dem zweiten Kombinationsschritt die sich bei dem ersten Divisionsschritt ergebenden Ausgangssignale von der zweiten Signalgruppe subtrahiert werden, damit Uinhüllungsliniensignale entstehen, die einer Umhüllungslinie entsprechen, die kleiner als die Umfangslinie des Objekts ist.

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7 3 Λ Ί 3 3

40. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Signalerzeugung erste und zweite Maßstabsänderungsschritte zum maßstäblichen Ändern der sich bei der Durchführung der ersten und zweiten Divisionsschritte ergebenden Ausgangssignale ausgeführt werden,

41. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Signalerzeugungsschritt ausgeführt wird, bei dem in Abhängigkeit von den Umfangsliniensignalen des Objekts die scharfen Ecken in der Umfangslinie entsprechenden Signale durch Ersatzsignale ersetzt werden, die zur Folge haben, daß die UmhUllungsliniensignale in einem im v/esentlichen gleichen Abstand vom nächstliegenden Punkt der Umfangsliniensignale des Objekts an allen Punkten verlaufen.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem weiteren Signalerzeugungsschritt in Abhängigkeit von den Umfangsliniensignalen die Anwesenheit scharfer Ecken in diesen Signalen festgestellt wird, in Abhängigkeit von dieser Feststellung die Dauer der Ersatzsignale und die genaue Zeit, zu der die Ersatzsignale in die Umfangsliniensignale des Objekts einzufügen sind, bestimmt v/erden und in Abhängigkeit von dem Bestimmungsschritt die Ersatzsignale erzeugt und in die Umfangsliniensignale des Objekts eingefügt werden.

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsliniensignale des Objekts repräsentative Punkte längs der Umfangsfora in kartesischen Koordinatensystem angeben und daß die Umfangsliniensignale des Objekts eine den Abszissen der Punkte entsprechende erste Signalmenge und eine den Ordinaten dieser Punkte entsprechende zweite Signalmenge enthalten.

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44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des Feststellungsschritts erste und zweite Differentiationsschritte zur Bildung der zeitlichen Ableitung der ersten und zweiten Signalmeiigen ausgeführt werden, daß in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Differentiationsschritten erste und zweite Verzögerungsschritte zur Verzögerung der sich aus der Durchführung der ersten und zweiten Differentiationsschritte ergebenden Ausgangssignale durchgeführt werden, wobei die Verzögerung um eine Zeitdauer ausgeführt wird, die wenigstens so lang wie die zum Abtasten der scharfen Ecken erforderliche Zeit ist, daß die sich bei der Durchführung des ersten Differentiationsschritts und des zweiten Verzögerungsschritts ergebenden Ausgangssignale in einen ersten Multiplikationsschritt miteinander multiplMert werden, daß die Ausgangssignale des zweiten Differentiationsschritts und des ersten Verzögerungsschritts in einem zweiten Multiplikationsschritt miteinander multipliziert v/erden, und daß das sich aus dem ersten Kultiplikationsschritt ergebende · Ausgangssignal mit dem sich aus dem zweiten Multiplikationsschritt ergebenden Ausgangssignal in einem Verarbeitungsschritt so kombiniert werden, daß ein der Krümmung der Umfangslinie des Objekts entsprechendes Krümmungssignal hergeleitet wird.

45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verarbeitungsschritt eine Summierung ausgeführt wird, bei der das sich aus dem ersten Multiplikationsschritt ergebende Ausgangssignal von dem sich aus dem zweiten Multiplikationsschritt ergebenden Ausgangssignal subtrahiert v/ird, so daß das Krünunungssignal die Anwesenheit einer äußeren Ecke in der Umfangslinie des Objekts anzeigt.

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