DE4410762A1 - Beschriftungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschriftungssystem mit einem Stator, einem ersten, am Stator angeordneten Arm und einem zweiten, mit einem Ende am ersten Arm gelagerten und am anderen Ende ein Bearbeitungsmittel aufweisenden Arm. Fer­ ner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten einer Beschriftungsfläche.

Haupteinsatzgebiete von Beschriftungssystemen sind die Bereiche der automatischen Fertigung und Endprüfung von Produkten, da in diesen Bereichen ein Bedarf an Beschrif­ tungen von gefertigten oder geprüften Produkten mit Klar­ text oder alphanumerischem Code (Fertigungsdatum/Prüfnum­ mer/Seriennummer/Güteklassifizierung etc.) besteht. Bei derartigen Beschriftungen werden in der Regel nur ca. 10 Charakter benötigt, da die übrige Produktkennzeichnung bereits in früheren Stadien - nämlich der Fertigung oder der Prüfung - aufgebracht worden ist.

Seit dem Inkrafttreten der Produkthaftungsgesetze, welche bereits jetzt eine unverlierbare, d. h. über Jahre hinweg beständige Kennzeichnung (beständig gegen Salzprüftest, Lösungsmittel, Kraftstoff) fordern und diese Kennzeichnung, insbesondere für sicherheitsrelevante Bauteile, wie etwa im Motorraum des Automobils befindliche E-Gas-Geber, für die Luftmengenregulierung, eine ABS-Pumpe etc. verbindlich vor­ schreiben, kommt den Beschriftungssystemen eine essentielle Bedeutung zu. Da zudem die sicherheitsrelevanten Bauteile dokumentationspflichtig sind - d. h. die Zuordnung der ar­ chivierten Prüfdaten zur Seriennummer des Prüflings muß auch noch nach 10 Jahren einwandfrei nachweisbar sein - muß die Kennzeichnung über die gesamte Produktlebensdauer iden­ tifizierbar bleiben.

Bei vielen Verfahren, wie z. B. Tampondruck, Beschriftung mittels Etiketten usw. ist die Unverlierbarkeit nicht ge­ währleistet. Die Kennzeichnung widersteht beispielsweise nicht der Beanspruchung durch Kraftstoff, Salznebel oder bei einer Unfallsituation dem Anschlußbrand in einem Motor­ raum. Um der Verlierbarkeit der Kennzeichnung entgegenzu­ wirken sind im wesentlichen Verfahren mit mechanischer Prägung, Gravieren, Ritzen oder Laserbeschriftung bekannt, welche die Kennzeichnung unverlierbar anbringen.

Aus DD 16133 ist ein Beschriftungssystem bekannt, welches eine Gravierfräsmaschine mit einem Pantographen einsetzt. Diese Gravierfräsmaschine weist einen im Raum in X-Y-Z- Richtung beweglichen Pantographen auf, der neben dem zwei­ dimensionalen Gravierfräsen das Abtasten räumlicher Nach­ formmodelle ermöglicht. Die Maschine weist einen am Maschi­ nenständer fest angeordneten Lagerbock auf, in dem der mit Hilfe einer Feder ausgewogene Pantograph schwenkbar gela­ gert ist. Der Pantograph trägt an seinen Armen unmittelbar Fräs-, Spindel- und Taststiftlager, unter denen innerhalb ihrer Arbeitsbereiche der in drei Richtungen (X-, Y-, Z- Richtung) verstellbare Arbeits- und der in der Höhe ver­ stellbare Modelltisch nebeneinander auf gleicher Höhe an­ geordnet sind. Dieser Pantograph besitzt einen festen Dreh­ punkt D und geführte Punkte E und F, die in einem Gelenk­ parallelogramm so bewegt werden, daß alle drei Punkte stets in einer Geraden bleiben und ihre Abstände zueinander immer das gleiche, eingestellte Verhältnis beibehalten. Diese Gravierfräsmaschine mit Pantograph hat jedoch den Nachteil, daß eine dem industriellen Dauereinsatz standhaltende Me­ chanik hier extrem aufwendig ist:
Da der Arbeitstisch der Gravierfräsmaschine in X-, Y- und Z-Richtung verschiebbar ist, müssen die Halterungen des Arbeitstisches in spielfreien Kugelspindeln gelagert sein, um ein exaktes Übertragen der zu kopierenden Beschriftung oder Kennzeichnungen zu gewährleisten. Zusätzlich müssen natürlich auch die die X-, Y-, Z-Verschiebung bewirkenden Kreuzwellen spielfrei gelagert sein. Zu der aufwendigen mechanischen Ausgestaltung der Gravierfräsmaschine kommt jedoch noch hinzu, daß sich aufgrund des Gelenkparallelo­ grammes des Pantographen Maschinenabmessungen ergeben, welche eine Integration dieser Gravierfräsmaschine in be­ stehende Prüfeinrichtungen unmöglich machen. Bei vielen zu beschriftenden Produkten ist es unter Verwendung einer derartigen Gravierfräsmaschine oftmals nicht möglich eine automatische Kennzeichnung im Zuge des normalen Prozesses vorzunehmen, sondern es ist eine separate "Gravier- bzw. Beschriftungsstation" erforderlich. Dies bedingt jedoch erhebliche Kosten, erhöhten Raumbedarf und teilweise zu­ sätzliches Bedienungspersonal.

DE 1 427 645 beschreibt eine Graviermaschine mit einem vertikal verschiebbaren Umlauffräser und einem horizontal beweglichen, von einem Kopiergriffel aus gesteuerten Gra­ viertisch. Der Graviertisch ist mit einer Wälzlagerführung versehen und durch ein Kugelgelenk mit einer den Kopier­ griffel tragenden Leitstange verbunden. Die Leitstange durchragt die Wälzlagerführung und ist in an sich bekannter Weise in einer kardanische Aufhängung gelagert. Bei dieser Graviermaschine hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Aufsplittung der Verschiebung, einerseits in X-Z- Richtung des Werkzeuges und andererseits in Y-Z-Richtung des Graviertisches eine geringere mechanische Belastung bei Dauereinsatz bewirkt, als die Verschiebung einer Komponente (Graviertisch oder Werkzeug) in X-Y-Z-Richtung. Jedoch ist auch diese Graviermaschine aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Vertikalerstreckung, bedingt durch die Anordnung des Kopiergriffels und der Leitstange, nicht in bestehende Prüfeinrichtungen integrierbar. Folglich ist auch bei Ein­ satz dieser Graviermaschine eine zusätzliche Beschriftungs­ station in einer bestehenden Prüfeinrichtung für das Be­ schriften von Produkten oder Bauteilen notwendig, wodurch sich die bereits geschilderten nachteiligen Folgen ergeben.

In einer anderen Vorrichtung zum Anbringen alphanumerischer Zeichen auf elektrischen Miniaturbauteilen gemäß DE-OS-26 14 974 wird eine nadelförmige Elektrode für das Kennzeich­ nen (Beschriften) von in einer Aufnahmevorrichtung gehalte­ nen Bauteilen eingesetzt. Die Elektrode ist mit einem Ende raumfest angeordnet, und ihr anderes Ende liegt lose auf einem zu kennzeichnenden Bauteil auf. Das Bauteil ist wie­ derum in einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen, welche in X-Y-Richtung bewegbar ist. Bei der Kennzeichnung wird an die Elektrode ein Spannungsimpuls angelegt und gleichzeitig die Elektrode von der Oberfläche des zu kennzeichnenden Bauteils abgehoben. Durch das Abheben der Elektrode ent­ steht eine Funkenstrecke, welche eine punktförmige Abtra­ gung auf der Oberfläche des zu kennzeichnenden Bauteils bewirkt. Folglich ergeben sich auch bei dieser Vorrichtung in Analogie zur Vorrichtung nach der DD 16133 die Nachteile des aufwendigen Ausgestaltens der Mechanik der Aufnahmevor­ richtung des Bauteils (spielfreie Lagerung von Kreuzwellen und der Aufnahmevorrichtung) und die mangelnde Integrier­ barkeit in bestehende Prüfvorrichtungen.

Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Graviermaschinen mit Antrieb der Aufnahmevorrichtung oder des Pantographen in X- Y-Z Richtung wird in der Fachzeitschrift "Precision" 12/84, Seiten 17-20 ein Schwenkarmroboter beschrieben, dessen Werkzeug mit Hilfe zweier exzentrischer Arme auf einer Teilringfläche bewegbar ist. Dieser Schwenkarmroboter weist ein auf einem Boden abgestütztes Stativ, einen ersten am Stativ gelagerten Arm und einen wiederum am ersten Arm angelenkten und in Längsrichtung des ersten Armes verlau­ fenden zweiten Arm auf. Beide Arme sind in einer zur Boden­ aufstandfläche des Stativs parallelen Ebene unabhängig voneinander schwenkbar und werden jeweils durch einen Motor angetrieben. An dem vom Stativ abgewandten Ende des zweiten Armes ist ein Werkzeug angeordnet, welches durch einen dritten Motor sowohl rotatorisch als auch in Z-Richtung und somit senkrecht zu einer Bearbeitungsfläche antreibbar ist. Durch das Zusammenwirken des Stativs, des ersten und des zweiten Armes ist das Werkzeug auf ca. 2/3 einer Ringfläche beliebig bewegbar. Diese 2/3-Ringfläche setzt sich aus einer 180-Grad Verschwenkbarkeit des ersten Armes und einer ca. 130-Grad Verschwenkbarkeit des zweiten Armes zusammen. Die Bewegungseinschränkung der beiden Arme (2/3-Ringfläche) resultiert daraus, daß die Arme in ihrer Längsrichtung miteinander und - der erste Arm - mit dem Stativ verbunden sind. Der maximale Schwenkwinkel der beiden Arme ist also erreicht, wenn entweder der erste Arm mit einer Seite am Stativ oder der zweite Arm mit einer Seite am ersten Arm anstößt. Da zudem sowohl das Stativ als auch die beiden Arme konstruktiv sehr kompakt (breit) ausgestaltet sein müssen, um den verschiedenen Anforderungen, insbesondere den angreifenden Kräften stand zu halten, wird die Beweg­ barkeit der beiden Arme weiter eingeschränkt. Zusammenge­ faßt sind also 1/3 der Ringfläche und die kreisförmige Innenfläche des Ringes nicht mit dem Werkzeug bearbeitbar. Zudem ist dieser Schwenkarmrobotor aufgrund seiner volumi­ nösen Ausgestaltung des Stativs und der Arme bestehenden Prüfeinrichtungen lediglich zuordenbar, aber nicht in diese integrierbar.

Die Erfindung zielt auf ein Beschriftungssystem und ein Verfahren zum Bearbeiten einer Beschriftungsfläche der eingangs beschriebenen Gattung mit beliebig verfahrbarem Bearbeitungsmittel innerhalb einer Ringfläche und mit kom­ pakter Ausgestaltung ab.

Das erfindungsgemäße Ziel wird durch die Gegenstände des Anspruches 1 oder des Anspruches 15 erreicht. Erfindungs­ gemäß wird ein Verfahren zum Bearbeiten einer Beschrif­ tungsfläche mit zwei verbundenen, jeweils um 360 Grad dreh­ baren und exzentrisch gelagerten Armen und einem an einem Arm angeordneten Bearbeitungsmittel vorgesehen. Dabei wird verfahrensmäßig durch Bewegen mindestens des das Bearbei­ tungsmittel tragenden Armes eine unterhalb des Bearbei­ tungsmittels angeordnete Beschriftungsfläche bearbeitet. Zudem wird erfindungsgemäß ein Beschriftungssystem mit einem Stator, einem am Stator angelenkten, rotatorisch antreibbaren ersten Arm, welcher um 360 Grad drehbar ist, einem am ersten Arm angeordneten und zu diesem exzentrisch gelagerten, bewegbaren zweiten Arm, welcher ebenfalls um 360 Grad drehbar ist, und einem am zweiten Arm gelagerten Bearbeitungsmittel vorgesehen.

Diese Anordnung hat unter anderem folgende Vorteile:
Die beiden um 360 Grad drehbaren Arme ermöglichen dem Be­ arbeitungsmittel jeden beliebigen Punkt innerhalb eines Kreises anzufahren. Hierbei wird der Radius des Kreises durch die Länge der beiden Arme festgelegt. Zudem wird durch die exzentrische Anordnung der beiden Arme und somit deren Drehachsen eine verhältnismäßig geringe Belastung, im Vergleich zu den oben aufgeführten X-Y-Z-Bearbeitungssyste­ men, auf die jeweiligen Achslager aufgebracht, wodurch ein geringer Reibungswiderstand in den Lagern auftritt. Folg­ lich sind sehr kleine Gravierarbeiten mit hoher Güte reali­ sierbar. Auch können durch die geringere Belastung herkömm­ liche, kostengünstige Rotationslager verwendet werden. Zudem ist die komplette Anordnung sehr klein und kompakt ausgestaltbar, da einfache Lager verwendet werden können.

Ferner läßt sich das erfindungsgemäße Beschriftungssystem aufgrund seiner kleinen Abmessungen in beliebige bestehende Prüfeinrichtungen integrieren und ist auch aufgrund seines einfachen Aufbaus wartungsfreundlich.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auch der zweite Arm rotatorisch bewegbar ausgestaltet (Anspruch 2). Dies birgt den Vorteil in sich, daß sowohl der erste als auch der zweite Arm durch eine externe Steuereinheit ansteuerbar sind und somit der Betrieb des Systems verein­ facht wird.

Vorzugsweise ist der erste Arm in Bezug auf eine Beschrif­ tungsfläche über dem zweiten Arm angeordnet (Anspruch 3), wodurch der Aufbau zusätzlich vereinfacht wird.

Die beiden Arme können unterschiedliche Längenabmessungen aufweisen (Anspruch 4), so daß entsprechend den Anforderun­ gen durch das zu beschriftende Produkt oder die Beschrif­ tungsfläche das durch das Bearbeitungsmittel anfahrbare Feld auf eine Ringfläche beschränkbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Arme durch Servoantriebe, vorzugsweise Schrittmoto­ ren oder Proportional-Magnet-Antriebe antreibbar (Anspruch 5). Durch die Verwendung derartiger Antriebe wird ein sehr exaktes und definiertes Verstellen des Bearbeitungsmittels und folglich ein präzises Bearbeiten eines Produktes mit hoher Güte ermöglicht.

Vorzugsweise werden die Antriebe von einem Linearsystem angesteuert (Anspruch 6). Lineare System sind handelsübli­ che, aufgrund ihrer Massenproduktion kostengünstig zu er­ werbende Systeme, welche zusätzlich die Kosten für das Beschriftungssystem reduzieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ansteuerung des Linearsystems durch vorgeschaltete, softwa­ re-residente Koordinatentransformation (Ktf1) oder (Ktf2) durchgeführt (Anspruch 7). Durch die Ansteuerung der An­ triebe und der Vorschaltung einer software-residenten bzw. software-gestützten Koordinatentransformation werden die X- Y-Komponenten des Linearsystems in Kreiskoordinaten (X = r _* sinα; Y = r _* sinβ) umgewandelt, welche für eine adäquate Ansteuerung der beiden rotatorisch antreibbaren Arme not­ wendig sind.

Vorzugsweise werden die X-Y-Koordinaten einer auszuführen­ den Beschriftung mittels der Koordinatentransformation (Ktf1) in eine Vier-Element-Matrix (A, B, α, β) umgewandelt (Anspruch 8). Durch diese Zuordnung von Vektoren A, B und Winkeln α, β zu der jeweiligen Koordinate X oder Y wird ein exaktes Anfahren des Bearbeitungsmittels zu einem durch die Beschriftung vorgegebenen Punkt auf dem zu beschriftenden Produkt ermöglicht.

Alternativ können die X-Y-Koordinaten eine auszuführende Beschriftung mittels der Koordinatentransformation (Ktf2) in Kreissegment-Strukturen überführt werden (Anspruch 9). Bei dieser Art der Koordinaten-Transformation wird die Bahnsteuerung durch die Zuordnung Y = A und X = B mit α, β als feste Werte für jedes Charakterfeld vereinfacht. Hier­ durch reduziert sich zwar die Wahl der Charakter, welche dadurch nur per Kreisbögenelemente - bogenförmiger Schrift­ zug - realisierbar sind, dafür erzielt man aber hohe Ar­ beitsgeschwindigkeiten, insbesondere bei großen Schreib­ kräften.

Vorzugsweise wird zumindest einem Arm mit Antrieb ein Ge­ triebe zugeordnet (Anspruch 10), wodurch bei hohen auf das zu beschriftende Produkt aufzubringenden Kräften mit Hilfe eines Getriebes, vorzugsweise eines Planetengetriebes eine Verringerung der an die Rotationsachse angreifenden Kräfte ermöglicht wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Bearbeitungsmittel vorzugsweise ein Stylus und orthogo­ nal zu einer Beschriftungsfläche und/oder rotierend an­ treibbar (Anspruch 11). Der Stylus wird vorzugsweise als Ritzdiamant, Gravurstichel oder Gravurhammer ausgebildet (Anspruch 12). Durch die Möglichkeit der Wahl des Bearbei­ tungsmittels und des Bewegens des Arbeitsmittels einerseits rotierend und andererseits in Orthogonalrichtung zu einer Beschriftungsfläche kann das Beschriftungssystem für Be­ schriftungen jedweder Produkte bzw. Produktmaterialien verwendet werden. Es tritt somit weder durch die Größe der Beschriftung bzw. Kennzeichnung noch durch das zu beschrif­ tende Material eine Einschränkung des erfindungsgemäßen Beschriftungssystems auf.

Vorzugsweise weist der Stator einen Antrieb für eine Bewe­ gung senkrecht zu einer Beschriftungsfläche auf (Anspruch 13), wodurch das Beschriftungssystem in Z-Richtung auf beliebige Abmessungen eines zu beschriftenden Produktes einstellbar ist und gleichzeitig auch bei Ausfall des Or­ thogonal-Antriebs das Beschriftungssystem weiter einsetzbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Stator parallel zur Beschriftungsfläche verschiebbar (An­ spruch 14). Durch das Verschieben des Stators parallel zur Beschriftungsfläche besteht die Möglichkeit, das kreis- oder ringförmige Beschriftungsfeld in jeder Richtung par­ allel zum Beschriftungsfeld zu vergrößern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles mit Bezug auf die beigefügte Figur beschrieben.

Im folgenden wird aus Gründen der Bequemlichkeit eine be­ stimmte Terminologie verwendet, die jedoch nicht einschrän­ kend zu verstehen ist. Beispielsweise beziehen sich Aus­ drücke wie "oben", "unten", "rechts" und "links" auf die in der Zeichnung dargestellten Richtungen. Die genannte Terminologie schließt die oben speziell erwähnten Worte sowie Ableitungen von diesen Worten und Worte ähnlicher Bedeutung ein.

In der Figur ist ein erfindungsgemäßes Beschriftungssystem in Schnittansicht sowie eine zu diesem Beschriftungssystem gehörige Beschriftungsfläche mit Armen A und B dargestellt. Dieses Beschriftungssystem umfaßt einen Stator 1, welcher einer Beschriftungsoberfläche 3 eines Werkstückes 5 in X-Y- Richtung gegenüberliegend angeordnet und raumfest fixiert ist. Zudem ist dem Stator 1 ein erster Servomotor 7 zuge­ ordnet. Eine Bewegung des Stators 1 nach unten, d. h. in Z- Richtung erzeugt den erforderlichen Antriebsdruck des Be­ schriftungssystems auf die Beschriftungsoberfläche 3 und ist durch bekannte Verfahren, wie etwa magnetische, pneuma­ tische oder mechanische Antriebssysteme zu realisieren, wobei das gewählte Verfahren an die erforderliche Dynamik angepaßt ist. Unterhalb des Servomotors 7 und diesem zuge­ ordnet befindet sich ein erstes Getriebe 9 und wiederum darunter ist ein Flansch 11 angeordnet. Zusätzlich ist der erste Servomotor 7 antreibend mit einer ersten Rotations­ achse 13 verbunden, welche sowohl den ersten Servomotor 7 als auch den Flansch 11 lagert. In Richtung zur Be­ schriftungsoberfläche 3 schließt sich an den Flansch 11 ein zweiter Servomotor 15 an, der an dem Flansch 11 befestigt ist und eine zweite Rotationsachse 17 antreibt. Die zweite Rotationsachse 17 lagert analog zur ersten Rotationsachse 13 ein zweites Getriebe 19 und ein Bearbeitungsmittel 21. Wie der Figur leicht zu entnehmen ist, ist die Rotations­ achse 17 exzentrisch zu der Rotationsachse 13 angeordnet und wird auch unabhängig von dieser Rotationsachse 13 durch den Servomotor 15 rotatorisch angetrieben.

Das Bearbeitungsmittel 21, das vorzugsweise als Stylus ausgebildet wird, kann um auch bei harten zu beschriftenden Oberflächen ein tiefes und deutliches Beschriften sicherzu­ stellen beispielsweise aus einem Ritzdiamant, einem Gravur­ stichel oder einer Bohr-/Fräseinrichtung bestehen. Bei Be­ trieb des erfindungsgemäßen Beschriftungssystems tritt der Stylus 21 in Kontakt mit der Werkstückoberfläche 3.

Im folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Beschriftungssystems anhand der Figur beschrieben:
Durch Zufuhr von Antriebsenergie zu dem ersten Servomotor 7 durch eine Steuereinheit (Linearsystem) wird die erste Rotationsachse 13 um einen Winkel α gedreht. Auf dieser Rotationsachse 13 ist mit einem Exzenterarm A (23) der zweite Servomotor 15 angeflanscht, dessen Rotationsachse 17 sich unabhängig zur Rotationsachse 13 um einen Winkel β drehen läßt. Die zweite Rotationsachse 17 und der auf der Werkstückoberfläche 3 auf liegende Scheitelpunkt des Stylus 21 legen den zweiten Exzenterarm B (25) fest. Unter der Prämisse, daß beide Exzenterarme A, B (23, 25) gleich groß sind, kann jeder auf der Beschriftungsoberfläche befindli­ che Punkt P durch die Koordinaten A, B, α und β definiert und somit durch den Stylus angefahren werden. Das Beschrif­ tungsfeld weist gemäß der Figur einen Radius auf, welcher der Länge der beiden Arme A (23) und B (25) entspricht.

Ist es aufgrund des Werkstückes nicht erforderlich, eine komplette Kreisbeschriftungsfläche abzufahren und genügt es, eine ringförmige Beschriftungsfläche vorzusehen, so besteht die Möglichkeit, den Exzenterarm B (25) kleiner als den Exzenterarm A (25) zu wählen.

Die beiden Getriebe 9, 15 sind für eine bessere Steuerung der an den Rotationsachsen 13 und 17 anliegenden Antriebs­ kraft vorgesehen und können je nach Ausgestaltung sehr hohe aber auch sehr niedrige "Übertragungskräfte" auf die Rota­ tionsachsen und somit sehr hohe und sehr niedrige Schreib­ kräfte auf die Beschriftungsfläche 3 aufbringen. Als be­ vorzugte Antriebe haben sich Servomotoren, insbesondere Schrittmotoren oder Proportional-Magnet-Antriebe heraus­ kristallisiert, mit welchen die auf die Achsen 13, 17 auf­ gebrachten Antriebsmomente adäquat und gleichmäßig steuer­ bar sind.

In einer nicht dargestellten Weiterbildung des erfindungs­ gemäßen Beschriftungssystems ist die erste Rotationsachse 13 durchbohrt, sind mindestens 2 Rotationslager für die zweite Rotationsachse 17 eingefügt und wird der Stator 1 mit Schlitzen für die nunmehr durchgehende zweite Rota­ tionsachse 17 ausgeführt. Hierdurch wird eine weitere Opti­ mierung im Bezug auf die Kompaktheit erzielt.

Nachfolgend wird nun die Ansteuerung der jeweiligen Antrie­ be erläutert.

Als Ansteuerung der Servomotoren 3 und 15 wird ein handels­ übliches Linearsystem verwendet, welchem eine software- gestützte Koordinatentransformation vorgeschaltet wird. Hierbei können zwei verschiedene Koordinatentransformatio­ nen zur Anwendung kommen. Bei der ersten Koordinatentrans­ formation (Ktf1) werden jeder X- und Y-Koordinate eines Punktes P entsprechende Vektorkoordinaten (A) bzw. (B) und die zugehörigen Winkel (α, β) innerhalb der Kreisfläche zu­ geordnet, d. h. die Koordinatentransformation (Ktf1) ordnet jedem Charakterfeld eine Quadropol-Matrix (A, B, α, β) zu. Die Zuordnung basiert auf den allgemein bekannten Transformationsgleichungen:

X = r _* sinα; Y = r _* sinβ.

Alternativ kann durch die Verwendung der zweiten Koordina­ tentransformation (Ktf2) die Bahnsteuerung durch die Zu­ ordnung Y = A und X = B, wobei α, β fest für jedes Charak­ terfeld sind, vereinfacht werden. Hierbei ist jedoch zu be­ achten, daß die Charakter nur durch Kreisbögenelemente realisiert werden können, insbesondere ist der Schriftzug bogenförmig. Ausgleichend zu dieser Einschränkung in der Form des Schriftzuges erhöht sich die Arbeitsgeschwindig­ keit, insbesondere bei großen Schreibkräften.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Beschriftungssystems ist nicht nur der Stator 1, sondern auch der Stylus 21 orthogonal zu der Beschriftungsfläche 5 bewegbar, wobei der Stylus 21 zusätz­ lich auch rotierend antreibbar ist. Hierdurch wird die Möglichkeit offengehalten, daß anstelle eines Ritzdiamantes auch ein periodisch bewegter Gravurhammer entsprechend einer "Pulsatorkennzeichnung" verwendbar und mit eigenem Antrieb bewegbar ist ("Zahnarztbohrer").

Um das Beschriftungsfeld an Extrembedingungen anpassen zu können, wird der Stator (nicht dargestellt) parallel zum Beschriftungsfeld verschiebbar ausgestaltet, so daß bei sehr großer zu beschriftender Fläche eines Produktes, wel­ che beispielsweise die in der Figur gezeigte Beschriftungs­ fläche überlappt, dennoch eine Beschriftung mittels des erfindungsgemäßen Beschriftungssystems möglich ist.

Claims (15)

1. Beschriftungssystem mit:
einem Stator (1),
einem am Stator (1) angelenkten, rotatorisch an­ treibbaren ersten Arm (23), welcher um 360 Grad drehbar ist,
einem am ersten Arm (23) angeordneten und zu die­ sem exzentrisch gelagerten, bewegbaren zweiten Arm (25), welcher ebenfalls um 360 Grad drehbar ist, und
einem am zweiten Arm (25) gelagerten Bearbei­ tungsmittel (21).

2. Beschriftungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Arm (25) rotatorisch bewegbar ausgestaltet ist.

3. Beschriftungssystem nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste Arm (23) in Bezug auf eine Beschriftungsfläche (3) über dem zweiten Arm (25) angeordnet ist.

4. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arme (23, 25) unterschiedliche Längenabmesseungen aufweisen können.

5. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arme (23, 25) durch Servoantriebe (7, 15), vor­ zugsweise Schrittmotoren oder Proportional-Ma­ gnet-Antriebe, antreibbar sind.

6. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebe (7, 15) von einem Linearsystem angesteuert werden.

7. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ steuerung der Antriebe durch vorgeschaltete, softwareresidente Koordinatentransformation (Ktf 1) oder (Ktf 2) durchgeführt wird.

8. Beschriftungssystem nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die X-Y-Koordinaten einer aus­ zuführenden Beschriftung mittels der Koordinaten­ transformation (Ktf1) in eine Vier-Element-Matrix (A, B, α, β) umgewandelt wird.

9. Beschriftungssystem nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die X-Y-Koordinaten einer aus­ zuführenden Beschriftung mittels der Koordinaten­ transformation (Ktf2) in Kreissegment-Strukturen überführt werden.

10. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Arm (23, 25) mit Antrieb (7, 15) ein Ge­ triebe (9, 19) zugeordnet ist.

11. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bear­ beitungsmittel (21) vorzugsweise ein Stylus ist und orthogonal zu einer Beschriftungsfläche (7) und/oder rotierend antreibbar ist.

12. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stylus (21) vorzugsweise als Ritzdiamant, Gravurstichel oder Gravurhammer ausgebildet ist.

13. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) einen Antrieb (7) für eine Bewegung senkrecht zu einer Beschriftungsfläche (3) aufweist.

14. Beschriftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) parallel zur Beschriftungsfläche verschiebbar ist.

15. Verfahren zum Bearbeiten einer Beschriftungsflä­ che (3), mit zwei verbundenen, jeweils um 360 Grad drehbaren und exzentrisch gelagerten Armen (23, 25) und einem an einem Arm (25) angeordneten Bearbeitungsmittel (21), wobei durch Bewegen mindestens des das Bearbeitungsmittel (21) tra­ genden Armes (25) eine unterhalb des Bearbei­ tungsmittels (21) angeordnete Beschriftungsfläche (3) bearbeitet wird.