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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufnehmen
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und. Wiedergeben beliebiger Darstellungen unter Verwendung einer nummerisch
steuerbaren Schreib- oder Zeichenmaschine, sowie Vorrichtungen zur Durchführung
des Verfahrens.
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Die bisher bekannten und benützten derartigen Verfahren und Vorrichtungen
ermöglichten das Aufnehmen und Wiedergeben beliebiger Darstellungen stets nur in
begrenzter oder auf sehr teuere Weise.
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So wird in DE-OS 29 44 246 eine Vorrichtung beschrieben, die aus einem
transparenten Lesetisch mit einer manuell bewegbaren Abtasteinheit, aus einem separaten
Zeichentisch mit automatisch steuerbarer Ausgabeeinheit und Ausgabeelementen, sowie
aus einer Steuervorrichtung mit Tastenfeld, Anzeigevorrichtung und Speicher besteht.
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Sinngemäß in gleicher Weise aufgebaute Vorrichtungen sind auch in
DE-OS 29 25 613-mit zusätzlicher optischer Projektion der Vorlage auf die Zeichenfläche
- und in DE-OS 24 19 608 - mit läufergeführter manueller Abtastein heit und "Fehlerausgleich"
-gezeigt.
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Aus "Zeichnen" 2/81, Seite 78 und 79 ist eine Vorrichtung bekannt,
die auf einem übergroßen Arbeitstisch eine automatisch arbeitende, nummerisch gesteuerte
Ausgabeeinheit (Plotter) und zusätzlich eine gesondert angeordnete Laufwagen-Zeichenmaschine
mit Zeichenkopf und Linealen zur manuellen Zeichnungserstellung enthält.
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In "tb-report" 2/81,'Seite 6 bis 8 wird eine zur richtung beschrieben,
die einen an einem Laufwagen angeordneten Zeichenkopf mit Linealen zum manuellen
Zeichnen, Daten-Eri#assungselemente zum manuellen oder tastengesteuerten l)igitalisieren
vorgegebener Linien
oder Werte, ein Tastenfeld zu alphanummerischer
Eingabe, sowie eine gegeb#nenfalls ansetzbare Werkzeughalterung für manuell geführte
Ausgabe elemente aufweist Eine Digìtalisiervorrichtung mit zugeordneter Laufwagen-Zeichenmaschine
zur manuellen, exakten Führung der ~Abtasteinheit'ist in DE-OS 29 01 651 dargestellt.
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Weiterhin sind in DE-OS 26 12 979, DE-OS 28 29 251, DE-PS 20 26 797,
DE-PS 20 26 798 und DE-OS 25 SO 996 Abtastvorrichtungen offenbart, die teilweise
optoelektronisch aufgebaut sind und gegebenenfalls automatisches Digitalisieren
ermöglichen.
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Die besonderen Nachteile dieser bekannten Verfahren, bzw. Vorrichtungen,
bestehen jedoch darin, daß sie sehr spezifiziert oder einseitig ausgelegt und daher
nur begrent einsetzbar sind, bzw. daß sie sehr teuere und meist nur mit umfangreichen,
speziellen Kenntnissen bedienbare Anlagen erfordern, bzw. aufweisen, die zudem erheblichen
Bedienungsaufwand notwendig machen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und
Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, womit das Aufnehmen
und Wiedergeben beliebiger Dar#tellurgen mittels einer nummerisch steuerbaren Schreib-
oder Zeichenmaschine auf besonders wirtschaftliche Weise mit einer kostengünstigen
Anlage exakt und einfach, sowie in beliebiger, inriividueller Art, wahlweise manuell
oder maschinell, d.h. von Hand oder nummerisch gesteuert, bzw. automatisch geSUhrt,
abtastkonform oder modifiziert, sowie gleichzeitig oder zeitversetzt, möglich ist.
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Diese Au gabe wird erfindungsgemäß mit den in den Ansprüchen dargestellten
Merkmalen gelöst, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen oder Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Lehre darstellen.
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Es wird somit ein Verfahren und mindestens eine bevorzugte Vorrichtung
hierfür vorgeschlagen, womit zunächst eine vorgegebene Darstellung wahlweise handgeführt
oder automatisch gesteuert, abgetastet und aufgenommen werden kann.
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Die so gewonnenen und gegebenenfalls bereits korrigierten Werte der
abgetasteten Linien werden dann - oder bereits beim Abtasten selbst - digitalisiert,
d.h. in eine Vielzahl von Punkten zerlegt, deren x- und y-Koordinatenwerte bestimmt
und gespeichert werden.
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Zur Reduzierung des Speicherbedarfs werden diese Werte mindesens einer
rechnergesteuerten Bearbeitung unterworfen, wodurch sich in der Regel eine erhebliche
Verringerung der tatsächlich. zu speichernden Daten ergibt.
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Vorteihafterweise werden zwei Bearbeitungen durchgeführt, wobei bei
der zweiten Bearbeitung die erste Bearbeitung gegebenenfalls wieder ganz oder teilweise
rückgängig gemacht wird.
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Die Ausgabe der bearbeiteten, bzw. der gespeicherten Daten soll durch
eine Ausgabeeinheit, bzw. durch ein Ausgabeelement der Anlage automatisch erfolgen,
um besonders vorgegebene Grundrisse, Teile von Darstellungen, die unverändert bleiben
sollen, Symbole oder Beschriftungen rationell wiedergeben zu können.
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Weiterhin ist neben der wahlweisen manuellen oder automatischen Abtastung
auch die Wiedergabemöglichkeit, bzw. das Erstellen der vollständigen Wiedergabe
als Zeichnung, Schriftsatz oder ähnliches wahlweise automatisch oder manuell möglich
wobei beide Aufnahme- und Wiedergabemöglichkeiten in beliebigem Wechsel, sowie im
Wechsel zwischen Aufnahme und Wiedergabe und/oder im Wechsel mit zusätzlichen, programmierten,
bzw. über Tastaturen direkt oder indirekt eingebbaren oder abrufbaren Werten,Daten
oder Befehlen r vorgenommen werden können, um eine Wiedergabe je nach Erfordernis
oder Zweckmäßigkeit, bzw.
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nach Wahl des Benutzers zu erstellen.
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Werden beim Abtasten zusätzliche Informationen über Strichstrke und
Linienart (z.B. Strichlinie, Strichpunkt-Linie, Schraffur-Linie, Freihandlinie oder
ä.) aufgenommen und gespeichert, so kann mit diesen Werten zusätzlich die Auswahl
der erforderlichen Zeichenelemente, sowie die naturgetreue Wiedergabe gesteuert
werden.
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Mit den abgetasteten Werten entlang einer Linie läßt sich gleichzeitig
in bekannter Weise die Abtasteinheit automatisch steuern, sowie die Berechnung der
Koordinaten durchführen.
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Erfolgt die rechnergesteuerte Bearbeitung in mehreren Schritten, so
ist es vorteilhaft, wenn die nach dem Abtasten gewonnenen Soordinatenwerte in einen
ersten Datenspeicher (Hauptspeicher zur Zwischenspeicherung ) eingegeben, dann einer
ersten rechnerge steuerten Bearbeitung zugeführt und anschließend in einem weiteren
Datenspeicher (Massenspeicher) bereitgehalten werden.
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Die zweite rechnergesteuerte Bearbeitung kann dann zu einem beliebigen
späteren Zeitpunkt, vorzugsweise unmittelbar vor der Wiedergabe, gegebenenfalls
zusammen mit einer beliebigen Modifizierung über Tastaturen oder ähnliches, vorgenommen
werden.
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Eine datenreduzierende erste Bearbeitung verringert den Platzbedarf
im Massenspeicher erheblich, so daß dieser in sehr wirtschaftlicher Größe gewählt
werden kann. Die Datenreduktion läßt sich durch Schritte einer zweiten Bearbeitung
wieder rückgängig machen, um so die Wiedergabe der tatsächlich-abgetasteten Linien,
bzw. Darstellungen zu erreichen.
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Bei der Bearbeitung sollen zur Rationalisierung des Speicherbedarfs
abgetastete Buchstaben, Ziffern, Symbole oder ähnliche Darstellungen mit vorhandenem
Datenbestand verglichen und entsprechend erkannt und markiert oder in speziell codierter,
reduzierter Form zur Einspeicherung aufbereitet werden.
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Gleicherweise sollen andere abgetastete Linien oder Konturen bei der
Bearbeitung einer Klassifizierung bzw. Zuordnung unterworfen werden, um beispielsweise
Gerade, Kreise, Parabeln, Quadrate oder sonstige polygonale, bzw symmetrische Figuren,
sowie Schraffuren, Spiegellinien, Maßlinien, Kantendarstellungen und ähnliches als
solche zu erkennen und zu markieren.
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Durch Abrufen können diese dann in Verbindung mit Bemaßungswerten
und/oder Lagebestimmungen oder ähnlich, beliebig wiedergegeben werden.
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Ebenso kann eine Größen-, Lage- oder sonstige Veränderung der abgetasteten
Darstellung gegebenenfalls durch Anpassung an vorgewählte oder abrufbare Größen,
Maßstäbe, Richtungs- oder Lagebezeichnungen, bereits bei der Bearbeitung erfolge,
unabhängig von freibleibender gleichartiger oder ähnlicher Veränderung beim Abruf
zur Ausgabe.
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Einzelne Bearbeitungsschritte, Befehle oder Darstellungshinweise sollen
ganz oder teilweise über verschiedene Tastaturen, vorzugsweise über eine Symboltastatur
abruf- oder auswählbar sein, um auch hierdurch besonders rationell arbeiten zu können.
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Zusätzlich können die abgetasteten, bzw. gespeicherten Darstellungen
auf einem an den Rechner gekoppelten Bildschirm dargestellt und hieran'gegebenenfalls
über eine vorzugsweise alphanummerische Bedienungstastatureverändert, ergänzt oder
anderweitig bearbeitet werden.
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Eine manuelle Abtastung oder Eingabe von Koordinatenwerten kann insbesondere
dann im Betracht kommen, wenn bei der vorhandenen Vorgabe infolge unzureichender
Linienqualität, die von der Abtasteinheit nicht mehr exakt erfaßbar istloder bei
z.B. plastischen, bzw. dreidimensionalen Vorgaben, oder aus sonstigen Gründen'eine
automatische Abtastung, bzw. Eingabe unmöglich oder unzweckmäßig ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt das Abtasten und das Wiedergeben mit ein und
derselben Schreib- oder Zeichenmaschine, bzw. Anlage, vorzugsweise mit an ein und
demselben Maschinenteil - insbesondere dem Läufer - angebrachten Mitteln. Gleicherweise
können aber auch die Abtasteinheit und die Wiedergabeeinheit vorteilhaft an verschiedenen
Maschinenteilen, z.B. an zwei getrennt angeordneten und unabhängig voneinander in
mindestens zwei Richtungen bewegbaren Läufern angebracht sein, insbesondere dann,
wenn dual gearbeitet, d.h. gleichzeitig aufgenommen und wiedergegeben werden soll
und der Tisch ausreichend Platz hierfür bietet.
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Besonders geeignet sind das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden
Vorrichtungen zur Vervollständigung, Ergänzung oder Änderung von bereits bestehenden
Darstellungen, insbesondere von technischen Zeichnungen, Plänen, Diagrammdarstellungen,
Stücklisten, Schriftstücken,
Formulare##u.ä. Die Erstellung oder
Vervollständigung derartiger Darstellungen kann hierbei auch extern und gegebenenfalls
parallel zur Wiedergabe der Anlage erfolgen.
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Ein besonders wesentliches Element ist darin zu sehen, daß mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren, bzw. mittels entsprechender Vorrichtung abgetastete
Vorgaben oder gespeicherte Symbole oder sonstige Darstellungen ganz oder teilweise,
einzeln, vervielfacht oder zusammen mit anderen Darstellungen original oder verändert
- z.B. abstrahiert - unter anderem auf einen Symbolsträger - beispielsweise auf
eine Folie - aufgebracht werden und daß dieser Symbolträger markiert, bzw. codiert
wird und dann über einer Tastaturfläche als Belegplan für die entsprechenden Tasten
gilt, um bei entsprechender Programmierung in Verbindung mit der Codierung die abgebildete
Darstellung jederzeit durch Tastendruck oder ähnliches, unverändert oder modifiziert,
bzw. in gewünschter Größe, Lage, Verzerrung oder sonstiger Darstellungsweise abrufen
zu können.
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Als erfindungsgemäße Vorrichtung sind nummerisch steuerbare Schreib-
oder Zeichenmaschinen anzusehen, die neben einer Steuereinheit, einem Datenspeicher
und einem Rechner oder neben Verbindungen, bzw.
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Schnittstellen zu entsprechenden Elementen einer externen Zentraleinheit
oder einer kompletten externen EDV-Anlage, mindestens eine Abtasteinheit, eine Ausgabeeinheit,
sowie eine Zeicheneinheit aufweisen, wobei sowohl die Abtasteinheit, als auch die
Ausgabeeinheit Mittel zum automatischen Betrieb, d.h. Mit-.
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tel zur selbsttätigen Steuerung und zum in der Regel motorischen Antrieb
enthält, während die Abtasteinheit
zusätzlich auch manuell, d.h.
handgeführt betätigt werden kann und die Zeicheneinheit oder eine entsprechende
Schreibeinheit ausschließlich als Hilfsmittel zur manuellen Wiedergabe von Darstellungen
dient. Zu diesem Zweck ist die Zeicheneinheit vorteilhaft abschwenkbar oder noch
besser abnehmbar angeordnet, wodurch bei automatischem Betrieb die Zeichenfläche
frei bleibt,bzw.
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das Gewicht der beweglichen Teile reduziert wird.
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Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, wenn die Vorrichtung neben
gegebenenfalls einem Tastenfeld nahe bei oder direkt auf dem Läufer und gegebenenfalls
einer alphanummerischen Bedienungstastatur am Rechner, eine über die Steuereinheit
gekuppelte Symbol-Tastatur aufweist, mit deren Hilfe über beliebige vom Benutzer
selbst erstellbare Symbolträger, beliebige Darstellungen, Symbole und Operationen
schnell, einfach und von einem beliebigen Platz aus, abgerufen werden können.
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Zur Überwachung der Anlage und zu eventuellem beliebigem Eingriff,
bzw. zum Aufzeigen von Abläufen u.ä. kann die Anlage einen Bildschirm und/oder Akustik-Anzeigen
als Kontrollvorrichtungen aufweisen.
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Der Bildschirm kann gleichzeitig auch als Symbolträger dienen, wenn
er entsprechend ausgelegt und einer geeigneten "Symbol-Tastatur" zugeordnet ist
oder werden kann.
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Die Abtasteinheit besteht vorzugsweise aus zwei unabhängig voneinander
wirkenden Systemen. So dient ein Fadenkreuz oder ein sonstiges optisches, mechanisches,
akustisches oder ähnliches Markierungshilfsmittel zur manuellen Aufnahme und/oder
zur Nullpunktbestimmung für automatisches Aufnehmen, während ein optoelektronisches
$System
oder ein ähnliches, automatisch arbeitendes Aufnahmemittel für die automatische,
d.h. selbsttätige Abtastung und Aufnahme der Vorgabe sorgt. Für eine im Rahmen der
Erfindung besonders geeignete automatische Abtasteinheit besteht das optoelektronische
System mindestens aus einem Tastergehäuse mit einer Linse und einem Detektorträger,
- der vorzugsweise mit einer Vielzahl von z.B. kreis-, kreuzförmig, im Quadrat oder
sonst artbedingt vorteilhaft angeordneten Detektoren bestückt ist - sowie aus einem
Verstärker und einem Auswerter für die Signale der Detektoren. Außerdem wird mindestens
eine zusätzliche Lampe, vorzugsweise eine lichtemittierende Diode vorgesehen, die
an oder in dem Tastergehäuse, einzeln oder mehrfach, angeordnet ist.
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Der Detektorträger, bzw. die Detektoranordnung ist räumlich in der
von der Linse projizierten Bildebene mit axialem Abstand zur Linse angeordnet.
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Um Umgebungslicht abzuhalten und hierdurch gegebenenfalls bedingte
Fehler zu verhindern, sind die Linse und der Detektorträger mit einem, bevorzugt
ringförmigen, lichtabsorbierenden Schutzmantel versehen. Hierfür kann das Tastergehäuse
gleichzeitig entsprechend ausgebildet oder ausgestattet sein.
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Der Schutzmantel soll elastisch und verformbar sein, um gegebenenfalls
direkt auf der Vorlage nachgiebig zu gleiten.
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Verstärker und Auswerter für die Detektorsignale arbeiten bevorzugt
elektronisch, vergleichen unter anderem die Signale mit vorgegebenen Schwellwerten
und erzeugen Bitmuster, die beispielsweise der Helligkeitsverteilung des von der
Linse auf die in der Bildebene liegende Detektoranordnung projizierten Abtastpunkte
entsprechen und somit Aussagen, bzw.
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Auswertungen über dessen Lage (im Koordinatennetz ) und über die Breite
der abgetasteten Linie ermöglichen.
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Der Rechner wertet diese Aussagen aus und gibt sie einerseits - gegebenenfalls
bearbeitet - in den Speicher und zum anderen als Steuersignale zum automatischen
Liniennachlauf der Abtasteinheit an deren Antriebselemente - wie bekannt - weiter.
Bei manueller Abtastung mit Fadenkreuz und gegebenenfalls mit Tastatur erfolgt durch
den Rechner lediglich die Bearbeitung und Speicherbeschickung.
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Neben üblichen Mitteln zur Steuerung und zur Kontrolle der Bewegungen
einer Führungsschiene und mindestens eines Läufers, sind Strec#en-Abnehmer, Logik-Umwandler
und ein in der Regel aus mehreren Motoren bestehender Antrieb vorhanden.
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Um manuell problemlos wiedergeben zu können, ist der motorische Antrieb,
sowie gegebenenfalls auch die Steuereinheit abschaltbar.
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Zur visuellen Kontrolle sind am Tisch der Anlage, an der Führungsschiene
oder bevorzugt am Läufer, Positionskontrollen angebracht.
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Hierfür eignen sich besonders digitale Kontroll-Anzeigen, die den
von z.B. optoelektronischen Durchlicht-Abtasteinheiten gewonnenen Koordinatenwert
des augenblicklichen Standortes in der jeweiligen Richtung angeben.
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Eine besondere Arbeitsvereinfachung wird durch die Zuordnung einer
ergänzend vorgeschlagenen Symboltastatur erzielt, die mindestens aus einer Tastaturfläche
mit Tasten oder Tastfeldern und aus mindestens einem Symbolträger besteht.
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Die Tasten oder diesen entsprechenden Tastfelder sind bevorzugt durch
Antippen aktivierbare Sensor-Auslöser oder sonstige kontaktsichere Berührungsschalter
oder Impulsaufnehmer.
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Als Symbolträger eignen sich insbesondere Folien, die extern erstellt
oder auch beliebig vom Benützer
mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bedruckt und codiert werden können.
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Zur Erkennung des jeweiligen Symbolträgers weist die Symbol tastatur
einen - vorzugsweise elektronischen - Code-Leser auf, der gegebenenfalls selbsttätig
das dem eingelegten Träger zugehörige Programm aktiviert, so daß bei entsprechender
Tastenbetätigung das dieser Taste in Verbindung mit dem aufgelegten Symbolträger
zugeordnete Symbol, bzw.
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die entsprechende Darstellung - gegebenenfalls durch weitere Tastenbetätigungen
modifiziert und platziert - automatisch ausgegeben wird.
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Zur kabellosen Verbindung der einzelnen Bausteine der Anlage - vor
allem wenn diese als variables, bzw. ausbaubares System ausgelegt sein soll - ist
es vorteilhaft, wenn Sender und/oder Empfänger für Infrarot- oder Ultraschall-Wellen
oder für ähnliche drahtlose Übertragungssysteme an den trennbaren Elementenßmit
konplementären Mitteln am zu koppelnden Bauteil, vorhanden sind.
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Bei einfacherer Ausführung mit Verbindungskabeln sollen diese mindestens
einseitig lösbar, vorzugsweise steckbar ausgeführt sein, um auch hiermit die Anlage
systemsatzmäßig erweitern oder ergänzen zu können oder um zu ersetzende Bauteile
schnell auszutauschen.Als Verbindungsmittel eignen sich hierbei vorzugsweise auch
Gtasfaser-Leitungen.
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Vorteilhaft ist es ferner, wenn ergänzende Anschlüsse für die Verbindung
mit externen Zentraleinheiten oder EDV-Großanlagen, sowie gegebenenfalls für externe
andere Abtasteinheiten, z.B. für zusätzliche Digitalisieranlagen I oder für externe
Ausgabe einheiten - für Mehrfach- oder Sonderwiedergaben vorhanden sind. Derartige
externe Elemente können auch anstelle der entsprechenden internen Bauteile verwendet
werden, bzw. diese ganz oder teilweise ersetzen.
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Insbesondere zur Ausgabe alphanummerischer Daten oder Symbole kann
die Ausgabeeinheit als Drucker ausgebildetr oder die Anlage mit einer Anschlußmöglichkeit
für einen Drucker versehen sein.
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Alle Einzelelemente sind, soweit sinnvoll, bzw. erforderlich, gesondert
ein- und ausschaltbar, sowie beliebig mieinander zu koppeln.
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Bei abgeschaltetem Antrieb und zugehöriger Elektronik sind die Führungselemente
mit der Zeicheneinheit wie eine herkömmliche Zeichenmaschine manuell benutzbar.
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Die erfindungsgemäß weitergebildete Schreib- oder Zeichenmaschine
soll vorzugsweise neben den erfindungswesentlichen Merkmalen einen höhen- und neigungsverstellbaren
Tisch, exakt geführte, leichtgängige und parallel in x- und y-Richtung oder beliebig
in einer Ebene bewegbare Führungsteile mit geeignetem motorischem Antrieb, sowie
mit Koordinatenerfassung und -Darstellung aufweisen.
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Außerdem ist in der Regel eine Steuereinheit erforderlich, die als
Anpassungselement, bzw. als Bindeglied dient, zwischen dem mit Speicher, Bedienungstastatur
und Kontrollvorrichtung ausgestatteten oder verbindbaren Rechner, der Symbol-Tastatur,
der eigentlichen Schreib- oder Zeichenmaschine mit Unterbau, Tisch, Führungsschiene
und Läufer (als manuell betätigbare oder motorisch angetriebene Führungselemente),
Ausgabeeinheit, und mit vorzugsweise abnehmbarer Zeicheneinheit sowie Abtasteinheit
und gegebenenfalls anzuschließenden weiteren externen Anlagen oder Elementen, wie
externer Zentraleinheit oder großer Datenverarbeitungsanlage, weiteren Abtasteinheiten
oder Digitalisierungsvorrichtungen, weiteren Ausgabeeinheiten und ähnlichem.
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Die Steuereinheit enthält in der Regel Logik-Umwandler, Koordinaten-Umsetzer,
Bewegungssteuerungs-und Kontrollelemente, sowie die Stromversorgung.
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In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird der Einsatz eines Rechners
vorgeschlagen, mit dem insbesondere datenreduzierende, bzw. -umwandelnde Schritte
durchgeführt, sowie Programme abgefahren, Koordinateninformationen ausgewertet und
Abtast-und Wiedergabe-Steuerungen vorgenommen werden können.
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Hierfür eignen sich unter anderem handelsübliche Tisch-, bzw. Kleinrechner,
die mindestens zwei Floppy-Disk-Laufwerke, einen Speicher, eine alphanummerische
Bedienungstastatur und einen Bildschirm aufweisen oder die mit derartigen Elementen
koppelbar sind.
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Als Symbol-Tastatur kann ein von Taschenrechnern her bekanntes, handelsübliches
System auf Silikongummibasis und mit Folienabdeckung, direkt oder den jeweiligen
Erfordernissen angepaßt, verwendet werden.
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Ebenso vorteilhaft eignet sich auch ein interaktiver Bildschirm,auf
den die abzurufenden Symbole oder Darstellungen - auch~ohne Tastaturfeld - direkt
aufgebracht werden,als Symbol-Tastatur.Hierfür kann - bei entsprechender Ausstattung
- auch der dem Rechner (4) i.d.R.direkt zugeordnete Bildschirm (61 ) der Kontrollvorrichtung
(6) dienen.
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Anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
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Hierbei zeigt: Figur 1 - eine gesamteR erfindungsg#mäße Anlage' Figur
2 - einen wesentlichen Ausschnitt der Anlage nach Figur 1 Figur 3 - die Abtastelemente
einer erfindungsgemäß verwendeten Abtasteinheit Figur 4 - ein Element aus Figur
3 Figur 5 - eine Symbol-Tastatur und Figur 6 - einen Symbolträger für die Symbol-Tastatur
nach Figur 5 Die Schreib- oder Zeichenmaschine 1 nach Figur 1 weist einen beliebig
ein- oder feststellbaren Tisch 11, eine quer über den Tisch 11 bewegliche Führungsschiene
12, einen entlang der Führungsschiene 12 an dieser geführten Läufer 13, sowie einen
aus mindestens einem Motors1 und einer Antriebssteuerung 193 bestehenden Antrieb
19 auf.
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Der Antrieb wird über die Steuereinheit 2 z.B. gemäß dem über den
Rechner 4 laufenden Programm automatisch aktiviert und geregelt und kann wahlweise
abgeschaltet werden, wenn z#B. manuell an der Anlage gearbeitet wird.
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Vorzugsweise sind mindestens zwei Motoren 191 und 192 vorhanden, wobei
der eine Motor 191 als Antrieb der Führungsschiene 12 und somit für die Bewegungen
in x-Richtung dient, während der zweite Motor 192 - der vorteilhafterweise der Führungsschiene
12 direkt zugeordnet ist - als Antrieb des Läufers 13, dessen automatische Bewegungen
in y-Richtung bewirkt.
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Es können aber auch, je nach Auslegung der Anlage für jede Richtung
oder auch nur für die Bewegungen in x-Richtung weitere parallel wirkende Motoren
191, 192 vorhanden sein. Ebenso kann ein weiterer Motor für y-Bewegungen eines zusätzlichen
Läufers, sowie gegebenenfalls für Drehbewegungen der Ausgabeeinheit 18 oder der
Zeicheneinheit 14 - z.B. zu deren automatischer Winkelverstellung - oder für sonstige
Funktionen, vorgesehen sein.
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Wird nur ein einziger Motor für beide Richtungen verwendet, so muß
dieser ausreichend stark sein und entsprechend gesteuert und geregelt werden können.
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Außerdem muß in besonderem Maße eine exakte Übertragung und Umsetzung
der Antriebskräfte auf die beweglichen Teile (12, 13), sichergestellt sein.
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Neben der am Läufer 13 angeordneten Ausgabeeinheit 18 und der gleichfalls
hieran abschwenk- oder leicht lösbar angebrachten Zeicheneinheit 14, ist der Läufer
13 mit einer Abtasteinheit 17, mit einem Tastenfeld 15 -zur Eingabe oder Abrufung
einzelner, bzw. der an der Anlage am häufigsten direkt benötigten Befehle oder Funktionen
- sowie mit einer Positionskontrolle 16 versehen.
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Die Positionskontrolle 16 besteht vorzugsweise aus Feldern für digitale
Anzeige der jeweiligen Position des Läufers 13, bzw. der Abtasteinheit 17, der Ausgabeeinheit
18 und/oder der Zeicheneinheit 14 in x- und y-Richtung, sowie gegebenenfalls zusätzlich
der Winkeleinstellung der Zeicheneinheit 14 und kann alternativ auch an der Führungsschiene
12, am Tisch 11 oder an einem gesonderten oder anderweitigen Teil der Schreib- oder
Zeichenmaschine 1 angeordnet sein.
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Beispielhaft wird hierbei weiterhin eine auf einer Vorlage 7 als Vorgabe
71 erkennbare Darstellung und eine auf einem Träger 8 abgebildete Darstellung als
Wiedergabe 81 gezeigt. Die Wiedergabe 81 ist hier vergrößert und um eine Achse gespiegelt,
gegenüber der Vorgabe 71, ausgeführt.
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Weitere, zur Schreib- oder Zeichenmaschine 1 gehörende Bausteine stellen
die Steuereinheit 2, der Rechner 4, sowie die Symbol-Tastatur 5 dar.
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Die Steuereinheit enthält einen Logik-Umwandler 21, einen Koordinatenumsetzer
22, eine Bewegungssteuerungs- und Kontrollvorrichtung 23, sowie die Stromversorgung
24 und ist das Bindeglied zwischen der Schreib- oder Zeichenmaschine 1 und den ergänzenden
elektronischen Befehls- und Berechnungsbausteinen (4,5), sowie zu gegebenenfalls
sonstigen externen Elementen oder Anlagen zur elektronischen Bearbeitung, für Fremdeingaben
oder für externe Ausgaben.
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Der Rechner 4 ist ein mit einem aus Hauptspeicher 31 und Massenspeicher
32 bestehenden Speicher 3, mit einer Bedienungstastatur 42p sowie mit einer aus
einem Bildschirm 61 und einer Akustikanzeige 62 bestehenden Kontrollvorrichtung
6 ausgestatteter, bzw. verbind.-barer Tischrechner 41, der bei Anschluß der Schreib-oder
Zeichenmaschine an eine externe Zentraleinheit 92 oder an eine externe EDV-Großanlage
91 entfallen kann.
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Die Symbol-Tastatur 5 ermöglicht die einfache, ohne großen Programmieraufwand
durchführbare Eingabe und Abrufung von beliebigen Darstellungen, Zeichen und Symbolen
mittels vom Benutzer selbst erstellbarer Symbolträger.
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Die externen Elemente (91, 92, 93, 94) können wesentlicher Bestandteil
der ganzen Anlage sein oder als zusätzliche Bausteine zur Multiplizierung oder Erweiterung
gleichartiger Anlagenteile oder -funktionen dienen.
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Die vergrößerte Darstellung nach Figur 2 zeigt den an der Führungsschiene
12 gleitbar angebrachten Läufer 13 mit einer abnehmbaren Zeicheneinheit 14, einer
Abtasteinheit 17, einer Ausgabeeinheit 18, einem Tastenfeld 15 und einer Positionskontrolle
16.
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Die Zeicheneinheit 14 besteht hierbei aus einem Zeichenkopf 141 und
einem winkelförmigen Zeichenlineal 142.
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Das Tastaturfeld 15 enthält mehrere Auslöser 151 für Arbeits- oder
Schaltbefehle und ähnliches, sowie Korrekturtasten für Nullpunkt-Angleichung, -Festlegung
oder -Verschiebung, für Elektronik-Abschaltung, Sonder-Bedienung oder -Programmwahl
usw.
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Innerhalb der Positionskontrolle 16 ist ein x-Anzeigefeld 161 und
ein y-Anzeigefeld 162 angeordnet, womit der jeweilige Standort des Läufers 13, bzw.
eines Punktes hieran, im Koordinatenfeld - das in bekannter Weise angeordnet vermessen
und ausgewertet wird -mittels Digitalanzeige visuell erkennbar gemacht werden kann.
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Die Abtasteinheit 17 weist auf einer Trägerplatte 172 ein Fadenkreuz
171 für manuelles Abtasten zur Linien-Nachführung von Hand, bzw. zur Positonierung
des Läufers 13 auf den Anfangs- oder Null-Punkt bei automatischem Betrieb, sowie
einen in einem Tastergehäuse 173 befestigten Detektorträger 177 für elektronische
Abtastelemente zur automatischen Abtastung, auf.
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Die beiden Elemente (171, 172 bzw. 173, 177) für mechanisches,bzw.für
automatisches Abtasten kennen bei anderen Ausführungen auch getrennt voneinander
und/ oder an einem gesonderten Abtastläufer angeordnet sein.
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Die Nullpunkt-Angleiehung der Abtast-Zentren, sowie des Nullpunktes
der Zeichenlineale 142 erfolgt automatisch, bzw. rechnel-gesteuert durch Tastendruck.
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Wahlweise kann auch der Null-Punkt der Positionskontrolle 16 auf das
Zentrum des Fadenkreuzes 171 des Detektorträgers 177 oder des gerade benützten Aufzeichnungselementes
182
oder auf den Nullpunkt der Zeichenlineale 142 durch Tastendruck geschaltet werden.
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Wird weiterhin beispielsweise das Zentrum des Zeichenkopfes 14 und
der Nullpunkt eines Anzeigenfeldes (z.B.
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der x-Anzeige 161) zusammengeAegt, so kann diese Anzeige bei entsprechender
Auslegung und modifiziertem, bzw.
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mit Bestimmungsmitteln ausgestattetem Zeichenkopf 14 gegebenenfalls
gleichzeitig zur exakten Angabe des eingestellten Winkels der Zeichenlineale dienen,
sofern hierfür nicht ein gesondertes Anzeigefeld vorhanden ist.
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Bei der dargestellten Ausgabeeinheit 18 sind drei Halterungen 181
für Ausgabeelemente 182 vorgesehen, wobei hier lediglich die mittlere Halterung
ein Ausgabeelement enthält. Üblicherweise sind alle Halterungen, jedoch mit unterschiedlichen
Ausgabeelementen, belegt.
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Als Ausgabeelemente 182 könnerl Röhrchenschreibgeräte oder -Spitzen,
Kugelschreiber oder -Minen, Blei- oder Farbstifte, bzw. -Minen jewei]s mit
unterschiedlicher Stärke oder in verschiedenen narben in Betracht kommen.
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Der Schreibmittel-Zufluß kann hierbei aus Schreibmittelbehältern,
auch maschinengesteuert, bewirkt und reguliert werden. Die Ausgabeelemente 182 sind
in den Halterungen 181 zum Auf- und Absetzen auf den Träger 8 axial beweglich und
leicht entnehm- bzw. austauschbar, eingesetzt.
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Ebenso wie die Abtasteinheit 17 kann auch die Ausgabeeinheit 18 bei
anderen Ausführungsformen an einem gesonderten Läufer angeordnet sein. Konstruktiv
ist die Ausgabeeinheit 18 wie bei Plottern üblich gestaltet, bzw. aufgebaut.
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Nach Figur 3 sind die Abtastelemente (174, 176, 177) der Abtasteinheit(17),
die zur automatischen Abtastung
dienen, in einem Tastergehäuse
173 angeordnet. An der der Vorlage (7) zugewandten Seite befindet sich hierbei eine
Linse 174, bzw. - je nach Anforderung - ein Linsensystem, und mit Abstand hierzu
ein Detektorträgen 177. Beide Teile (174, 177) sind austauschbar befestigt. Ein
das Tastergehäuse 173 umschließender lichtundurchlässiger, bzw.-absorbierender Schutzmantel
178 verhindert störende Fremd- oder Streubeleuchtung. Der Detektorträger 177 ist
mit Detektoren 176 und einer Lampe 179 bestückt. Die Detektoren 176 und die Lampe
179 sind mit einem Verstärker und mit einem Auswerter, sowie mit einer Stromquelle
und mit der Steuerschaltung der Abtastanlage verbunden.
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In Figur 4 sind die einzelnen Detektoren 176 kreuzförmig angeordnet.
Im Zentrum dieser Detektoranordnung 175 befindet sich die Lampe 179. Alternativ
können die Detektoren 176 besonders vorteilhaft auch kreisförmig angeordnet werden.
Ebenso ist eine Anordnung im Quadrat oder ähnlich möglich.
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Da die abzutastendrniinien oder Punkte in der Regel stets über das
Zentrum der Detektoranordnung 175 erfaßt werden, kann sich die Auswahl des Anordnungssystems
besonders nach technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten richten. Die Anzahl
der zuzuordnenden Detektoren 176 richtet sich ebenfalls hauptsächlich nach wirtschaftlichen
Aspekten. Hierbei sollten aber gleichzeitig die ~Computerbedingungen" beachtet werden.
Vorteilhaft ist unter diesem Aspekt die Anordnung von mindestens 8, bzw. 16 Detektoren
pro Richtungszeile oder von einem Vielfachen hiervon.
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Bei kreisförmiger Anordnung haben sich 64 Detektoren auf dem Detektorträger
besonders bewährt.
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Mit Figur 5 wird ein Symbol-Tastatur 5 gezeigt, die eine Tastaturfläche
51 mit Tasten 52, einen Code-
Leser 56 und einen Führungsraiimen
57 mit Klemmvorrichtung 58 aufweist.
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In dem Führungsrahmen 57 wird der Symbol träger fixiert und festgehalten,
so daß das aufgrund der Code-Markierungen (54) vorprogrammierte, diesem Symbolträger
zugeordnete Motiv der Tastenbelegung direkt sichtbar ist.
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Figur 6 stellt einen Symbolträger 53 mit einer Code-Markierung 54
und mehreren Symbolen 55 dar. Dieser Symbolträger weist eine der Tastenanordnung
der Tastatur fläche (51) entsprechende Quadratur 59, zur Orientierung bei der Erstellung
des Symbols 55 auf und besteht aus relativ weicher, aber wiederstandsfähiger Folie.
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Die Erstellung bzw. Bezeichnung des Symbolträgers erfolgt mit dauerhaftem
Schreibmittel -insbesondere mit Tusche -durch Speicherabruf und in der Regel verkleinerter
automatischer Wiedergabe der fertig aufgezeichneten Vorgabe(71) des Symbols oder
ähnlichem.
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Bei an zwei getrennten Läufern angeordneten Abtast-und Aufzeichnungseinheiten(17,
18) und möglicher Steuerkoppelung bei manuellem oder automatischem Abtasten, kann
das Symbol 55 gegebenenfalls auch verkleinert, bzw. in tastkonformer Anordnung durch
"Parallelarbeit" gleichzeitig beim Abtasten auf den Symbolträger aufgebracht werden.
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Eine entsprechende Code-Markierung 54 des Symbolträgers 53 wird durch
den Rechner erzeugt und automatisch mit aufgezeichnet. Hierfür kann ein Strich-
oder ein Ring-Code, je nach Lesersystem, oder eine ähnliche Kennzeichnung dienen.
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Wird mit der dargestellten Schreib- oder Zeichenmaschine automatisch
abgetastet, so erfassen die Detektoren 176 als optoelektronische Abtastelemente
aufgrund ihrer Anordnung und der Auswertung ihrer Signale die Lage und Dicke der
gerade abgetasteten Linie oder Punkte der Vorgabe 71.
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Die verstärkten Detektor-Signale bilden hierbei nach Schwellwertvergleichen
ein der Helligkeitsverteilung entsprechendes Bitmuster, wodurch die Lage und die
Breite der abgetasteten Linien oder Punkte bestimmt wird.
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Das automatische Nachfolgen der Linie erfolgt aufgrund der ermittelten
Werte rechnergesteuert, wobei ein Logikumwandler und ein Koordinaten-Umsetzer mit
der Bewegungssteuerung und -Kontrolle zusammenwirkt.
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Gleichzeitig werden die Koordinatenwerte mit großer Auflösung, d.h.
an einer Vielzahl von Punkten erfaßt und vom Rechner klassifiziert oder anderweitig
bearbeitet und abgespeichert.
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Bei Abzweigungen wird der jeweils nächste Verknüpfungspunkt mit Lage
und Richtung markiert und dann als Anfangspunkt für die nächste Linie automatisch
bestimmt.
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Die vollständig abgetastete Vorgabe 71, Symbole, Buchstaben, Ziffern
oder sonstige Darstellungen können*)/ durch Speicherabruf über die Symbol-Tastatur
5 wiedergegeben werden) wenn sie häufiger erforderlich sind.
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Seltener benötigte Vorgaben, Vorgabenteile, Zeichen oder Symbole lassen
sich über die Bedienungstastatur 42 des Rechners.4 abrufen, ebenso wie seltener
benötigte Arbeitsanweisungen an den Rechner, wie z.B. die Durchführung geometrischer
Operationen, wie Vergrößerung, Drehung oder ähnliches.
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Häufig benötigte Arbeitsanweisungen werden demgegenüber zweckmäßigerweise,
ebenso wie Vorgaben, mit einem entsprechenden Symbol gekennzeichnet über die Symboltastatur
5 eingegeben, da diese erheblich einfacher zu bedienen und unter Umständen günstiger
im Arbeitsbereich platzierbar is.
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Der erste Anfangspunkt für die automatische Ausgabe kann über das
Fadenkreuz 171 oder über eine ähnliche Markierungshilfe odel über rechnergesteuerte
Anfangsbestimmung festgelegt werden.
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nach erfolgter Codierung, bzw. Kennzeich nung I
Auf
Wunsch kann die automatische Aufzeichnung von Hand oder nach Programmvorgabe selbsttätig
gestoppt und die Wiedergabe 81 manuell mit Hilfe der Zeicheneinheit 14 ergänzt oder
korrigiert werden, wonach dann wiederum automatisch weitergezeichnet werden kann.
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Bei manueller Abtastung ist die automatische Nachführeinheit außer
Betrieb gesetzt. Ungenaue Führung des Abtastelements läßt sich gegebenenlalls durch
die Klassifizierung und Erkennung über den Rechner beim Ein- oder Ausgeben ausgleichen.
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Über die Bedienungstastatur 42 oder über die Symbol-Tastatur 5 können
mit der erfindungsgemäßen Schreib-oder Zeichenmaschine 1 auch beliebige Beschriftungen,
Bemaßungen und ähnlichWautomatisch durchgeführt, Tabellen ausgefüllt oder Stücklisten
oder Diagramme erstellt werden, wobei die auszugebenden Schriftzeichen oder Symbole
in jeder beliebigen, bzw. zweckmäßigen Darstellungsart, bzw. Modifizierung wiedergegeben
werden können.
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Außer als Schreib- oder Zeichenanlage, wie beispielhaft aufgezeigt,
kann das erfindungsgemäße Verfahren darüberhinaus auch in einem anderen Anwendungsgebiet,
nämlich zum Schreiben oder Drucken in Form einer Schreibanlage als erfindungsgemäße
Vorrichtung vorteilhaft Anwendung finden.
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Hier besteht dann die Abtasteinheit (17) aus einem bekannten Lesekopf
und die Ausgabeeinheit (18) aus einer Schreibeinheit oder einem sonstigen Schreibwerk.
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Statt der Zeicheneinheit 14 ist dann jedoch eine übliche, von Hand
bedienbare/Schreibmaschine angeschlossen oder es ist die Schreibeinheit oder ein
externer Drucker (94) selbst, wahlweise manuell bedienbar, konzipiert.
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*/Schreibeinheit ~beispielsweise eine herkömmliche
Als
Vorlage ,bzw.als Träger für die Vorgabe kann außer einem Vorlagenblatt,einem Modell,oder
ähnlichem,auch eine transparente,ggf.durchscheinende,Platte,oder ein entsprechender
Tisch,dienen,worauf die Vorgabe direkt aufgetragen oder auch durch Projektion aufgebracht,bzw,dargestellt
wird.
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Ebenso kann die Abtasteinheit ein entsprechendes Projektior system
oder anderweitige Elemente zur Aufnahme der Vorgabe aufweisen.
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Hiermit können dann bevorzugt auch aus z.B. Microfilmen bestehende
Vorlagen oder - bei aus Magnetköpfen bestehenden Abtasteinheiten - mit z.B. magnetisierten
Mitteln aufgebrachte Vorgaben abgetastet werden.
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Als transparente Vorlage, bzw. als transparenter Vorgaben-Träger kann
auch eine bestimmte - entsprechen#d gestaltete - Zone des Tisches der Schreib- oder
Zeichenmaschine direkt dienen.
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Zur Bewegung und Positionierung der Führungsschiene und des Läufers
eignet sich bevorzugt auch ein aus Motoren und Drehgebern bestehendes Anstriebssystem,
das die Bewegungen mittels Spindeln und Zahnriemen überträgt und exakteste Lagebestimmung,
ggf. mit digitaler Anzeige, ermöglicht.
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- Positionsliste -1 Schreib- oder Zeichen- ;>, Steuereinheit maschine
23 Logik-Umwandler 11 Tisch 22 Koordinaten-Umsetzer 12 Führingsschiene 23 Bewegungs-Steuerung
und 13 Läufer -Kontrolle 14 Zeicheneinheit 24 Stromversorgung 141 Zeichenkopf 3
(Daten-) Speicher 142 Zeichenlineal 33 Hauptspeicher 15 Tastenfeld 32 Massenspeicher
151 Auslöser 4 Rechner 16 Positionskontrolle 41 Tischrechner 161 x-Anzeige 42 Bedienungs-Tastatur
162 y-Anzeige r) Symbol-Tastatur 17 Abtasteinheit 51 Tastaturfläche 171 Fadenkreuz
52 Taste 172 Trägerplatte 53 Symbolträger 173 Tastergehäuse 54 Code-Markierung 174
Linse 55 Symbol 175 Detektoranordnung 56 Code-Leser 176 Detektor 57 Führungsrahmen
177 Detektorträger 58 Klemmvorrichtung 178 Schutzmantel 59 Quadratur 179 Lampe 6
Kontroll-Vorrichtung 18 Ausgabeeinheit 61 Bildschirm 181 Halterung 62 Akustik-Anzeige
182 Ausgabeelement 7 Vorlage 19 Antrieb 73 Vorgabe (-Darstellung) 191 x-Motor 8
Träger 192 y-Motor 81 Wiedergabe 193 Antriebssteuerung 9 externe Anlagen 91 EDV-Großanlage
92 Zentraleinheit 93 Digitalisieranlage od.ä.
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94 Drucker ocv