DE722963C

DE722963C - Process for the mechanical production of sculptures

Info

Publication number: DE722963C
Application number: DEK138381D
Authority: DE
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1934-08-07
Filing date: 1935-06-22
Publication date: 1942-07-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Herstellung von Bildwerken durch Herstellung stereoskopischer -Aufnahmen und Abtasten der inf Stereoskop räumlich erscheinenden Bilder mit Hilfe einer Marke, die mit einem Bildhauermeißel gekuppelt ist.The invention relates to a method for the mechanical production of sculptures by making stereoscopic recordings and scanning the inf stereoscope three-dimensional images with the help of a mark coupled with a sculptor's chisel is.

Bei Handhabung der bekannten hierzu dienenden Vorrichtungen wird die Marke anWhen handling the known devices used for this purpose, the mark is on

ίο die Oberfläche des räumlich erscheinenden Bildes herangeführt, so daß der Angriffspunkt des mit der Marke gekuppelten Meißels ^eine gleichartige Bewegung ausführt und aus dem Werkstoff eine -mit der Form des wiederzugebenden Gegenstandes übereinstimmende Modellseite entsteht. Mit diesen bekannten Geräten ist es aber nicht ohne weiteres möglich, auch die Rückseite des Modells herzustellen. Es ist hierzu vielmehr notwendig, noch mindestens eine Stereoaufnahme von hinten vorzunehmen und diese nachträglich in entsprechender Weise auszuwerten, wozu eine Drehung der Neueinstellung des Werkstückes gegenüber der Bildhauereinrichtung notwendig ist.ίο the surface of what appears spatially Image brought up so that the point of attack of the chisel coupled with the mark ^ executes a similar movement and from the material one -with the shape of the one to be reproduced The corresponding model side is created. With these known devices, however, it is not easily possible also make the back of the model. Rather, it is necessary to have at least one stereo recording of to be carried out at the back and to evaluate them subsequently in an appropriate manner, for what purpose a rotation of the readjustment of the workpiece relative to the sculpting device necessary is.

Die Erfindung bezweckt, ebenfalls einen Gegenstand, z. B. den Kopf eines Menschen, stereoskopisch aufzunehmen und durch Bewegen einer mit dem Bildhauermeißel gekuppelten Marke mechanisch abzubilden, jedoch derart, daß sämtliche Seiten des Gegenstandes ohne Umstellung des Geräts oder des Werkstückes auf Grund einer einzigen stereoskopischen Aufnahme fortlaufend bearbeitet werden können. Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß der Gegenstand gleichzeitig einmal unmittelbar von vorn und zweifach durch Spiegelung von hinten stereoskopisch aufgenommen wird, so daß nach Einführung der entwickelten Aufnahme in das Stereoskop drei räumlich erscheinende Bilder, eines von der Vorderseite, eines von der rechten Hinterseite und eines von der linken Hinterseite des Gegenstandes · zu erkennen sind, und daß die mit dem Bildhauermeißel gekuppelte Marke in Windungen um die verschiedenen Seiten der Raumbilder des Gegenstandes und in scheinbarer Berührung mit demselben herumgeführt wird.The invention aims to also have one Object, e.g. B. the head of a person, stereoscopically and by moving mechanically depicting a mark coupled with the sculptor's chisel, but in such a way that all sides of the object without moving the device or the workpiece on the basis of a single stereoscopic Recording can be edited continuously. This is done according to the invention in that the object at the same time once directly from the front and twice stereoscopically by reflection from behind is recorded, so that after the introduction of the developed recording into the stereoscope three spatially appearing Images, one from the front, one from the right back and one from the left rear side of the object · can be seen, and that the one with the sculptor's chisel coupled mark in turns around the different sides of the spatial images of the object and in apparent contact is shown around with the same.

Es ist zwar ein Verfahren bekannt, bei dem von dem abzubildenden Gegenstände gleichzeitig eine Mehrzahl stereophotogrammetrischer Aufnahmen gemacht wird, und zwar ebenfalls unmittelbar von vorn und zweifach durch Spiegelung von hinten. Bei diesem bekannten Verfahren ist es jedoch erforderlich, die rechtwinkligen Koordinaten eines jeden Punktes der Raumbilder zu bestimmen undAlthough a method is known in which from the objects to be imaged at the same time a plurality of stereophotogrammetric recordings is made, also directly from the front and twice by reflection from behind. In this known method, however, it is necessary to determine the right-angled coordinates of each point of the spatial images and

nach diesen Ermittelungen den Bildhauermeißel für jeden wiederzugebenden Punkt von Hand einzustellen, was sehr umständlich ist.after these determinations the sculptor's chisel for each point to be reproduced set by hand, which is very cumbersome.

Die zur Ausübung des neuen Verfahrens dienende Vorrichtung enthält ebenfalls, wie bekannt, ein Stereoskop, in welches die Bildplatten einsetzbar sind, und einen nach drei Richtungen verstellbaren, im Stereoskop ίο sichtbaren Markierungspunkt, mit dem der Bildhauermeißel zu gleichläufiger Bewegung gekuppelt ist. Diese bekannte Einrichtung ist gemäß der Erfindung (durch Anordnung von Spiegeln undUmschaltbarkeit des Stereoskops) derart ausgebildet, daß die Raummarke wahlweise auf einem oder mehreren der drei Raumbilder in scheinbarer Berührung mit der Oberfläche gesehen werden kann. Gemäß der Erfindung ist ferner die mit dem Bildhauermeißel gekuppelte, nach drei Richtungen verstellbare Marke von einem Motor in der Weise angetrieben, daß sie eine lotrechte und eine Rotationsbewegung ausführt, und der Markierungspunkt und der Meißel sind mit einer von Hand anzutreibenden Bewegungseinrichtung für die Einstellung in radialer Richtung verbunden.The device used to carry out the new method also contains, such as known, a stereoscope in which the optical disks can be used, and one after three Directional adjustable marking point visible in the stereoscope ίο with which the Sculptor's chisel is coupled to move in the same direction. This well known facility is according to the invention (by arrangement of mirrors and switchability of the stereoscope) designed such that the space mark optionally on one or more of the three Spatial images can be seen in apparent contact with the surface. According to the The invention is also coupled to the sculptor's chisel, adjustable in three directions Brand driven by a motor in such a way that it performs a vertical and a rotational movement, and the The marking point and the chisel are with a manually operated movement device connected for adjustment in the radial direction.

In den Zeichnungen zeigt die Abb. ia dieIn the drawings, Fig. Ia shows the

Draufsicht auf die Aufnahmevorrichtung während der Aufnahmen, die Abb. ib das hierbei erhaltene Negativ. Die Abb. 2 a zeigt schematisch die scheinbare Stellung des von vorn gesehenen Raumbildes relativ zum Stereoskop und den Spiegeln während der Betrachtung, die Abb. 2 b zeigt den Anblick der drei Raumbilder im Stereoskop.Top view of the recording device during the recording, Fig. Ib the negative obtained in this way. Fig. 2a shows schematically the apparent position of the The spatial image seen in front relative to the stereoscope and the mirrors during viewing, Fig. 2b shows the view of the three spatial images in the stereoscope.

Die Abb. 3 und 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Antriebs- und Kupplungseinrichtung für die Raummarke und den Meißel, während die Abb. 5 und 6 Einzelheiten der Einrichtung nach Abb. 4 erkennen lassen.Figs. 3 and 4 show different embodiments of the drive and coupling device for the space mark and the chisel, while Figs. 5 and 6 recognize details of the device according to Fig. 4 permit.

Wenn, wie in Abb. 1 a dargestellt, zwei Spiegel b und c beiderseits eines Gegenstandes α angeordnet werden und mit Hilfe der stereoskopischen Kamera d eine Aufnahme gemacht wird, so entsteht eine Platte in der Art der Abb. 1 b mit zwei unmittelbaren Bildern K₁ und ß₂ und den durch die Spiegel b, c erzeugten mittelbaren Bildern der beiden Hinterseiten b_u b« und C₁, C₂. Man stellt dann von der Platte ein Diapositiv e her, bringt es, wie Abb. 2 a zeigt, im selben Gerät in die Lage, in der sich vorher die Aufnahmeplatte befunden hat, und beobachtet sie durch einen stereoskopischen Betrachtungsapparat f. Die entsprechenden Teilbilder der linken und rechten Plattenhälfte erscheinen dann als drei Raumbilder a₃, &₃, C₃, die in der Abb. 2b angedeutet sind. Diese drei Raumbilder sieht man in der Lage, in der sich das aufzunehmende Objekt bzw. dessen Spiegelbilder befanden. Eine frei verschiebbare Marke 0 läßt sich dann bei der Betrachtung durch das Stereoskop / derart einstellen, daß sie auf einer der Oberflächen der virtuellen Raumbilder zu liegen scheint. Sei etwa die Marke ο auf die Backe eines Menschen im mittleren Raumbild a₃ eingestellt, so erscheint, wie aus der Abb. 2 a erkenntlich ist, das Spiegelbild O_x dieser Marke auf der Backe des durch den Spiegel aufgenommenen Bildes b_z. Dem Beobachter erscheinen also die Marke 0 bzw. deren Spiegelbilder im allgemeinen auf den Oberflächen zweier der drei Raumbilder, wodurch sich eine sehr genaue Einstellung ermöglichen läßt. Wird nun die Marke ο auf der Oberfläche der Raumbilder bewegt und gleichzeitig diese Bewegung durch eine Übertragungseinrichtung auf einen Meißel oder ein Schnitzmesser -übertragen, so entsteht ein Bildwerk, das genau mit dem virtuellen Raumbild, also auch mit dem aufgenommenen Gegenstand, übereinstimmt.If, as shown in Fig. 1 a, two mirrors b and c are arranged on both sides of an object α and a picture is taken with the aid of the stereoscopic camera d , a plate like the one in Fig. 1 b with two immediate images K is created ₁ and β ₂ and the indirect images of the two rear sides b _u b « and C ₁ , C ₂ generated by the mirrors b, c . A slide e is then made from the plate, it is brought into the position in which the recording plate was previously in the same device, as Fig. 2a shows, and it is observed through a stereoscopic viewing device f left and right plate halves then appear as three spatial images a ₃ , & ₃ , C ₃ , which are indicated in Fig. 2b. These three spatial images can be seen in the position in which the object to be recorded or its mirror images were. A freely movable mark 0 can then be set when viewing through the stereoscope / in such a way that it appears to lie on one of the surfaces of the virtual spatial images. If, for example, the mark ο is set on the cheek of a person in the central spatial image a ₃ , the mirror image O _{x of} this mark appears on the cheek of the image recorded by the mirror b _z . Mark 0 or its mirror images generally appear to the observer on the surfaces of two of the three spatial images, which enables a very precise setting. If the mark ο is now moved on the surface of the spatial images and at the same time this movement is transmitted by a transmission device to a chisel or a carving knife, an image is created that corresponds exactly with the virtual spatial image, i.e. also with the recorded object.

Abb. 3 ist ein Beispiel eines einfachen Apparates zur praktischen Durchführung des Verfahrens, d ist die Kamera, b und c sind die Spiegel, die auf der Grundplatte g befestigt sind, h ist ein Teil des Getriebes zur Bewegung der Marke o, und k ist das damit verbundene Bildhauermesser. Durch den Elektromotor m wird die Marke 0 um die lotrechte Achse ihres Trägers und der Drehtisch j für das zu bearbeitende Werkstück in gegenläufigem Sinn um jeweils den gleichen Winkel gedreht, und gleichzeitig wird diese Marke zusammen mit dem Bildhauermesser k um das gleiche Stück in lotrechter Richtung verschoben. Der Elektromotor bewirkt also eine Bewegung der Marke 0 auf einer Schraubenlinie. / ist ein stereoskopischer Betrachtungsapparat, der an der Hinterseite der Kamera d in der Weise befestigt ist, daß er in einer Ebene, die parallel zur Bildebene der Kamera liegt, frei verschoben werden kann, um eine Betrachtung jedes der drei räumlichen Teilbilder zu ermöglichen. Mit dem Handgriff / läßt sich die Marke und das Messer in waagerechter Richtung verschieben. Diese Bewegung wird mit Hilfe einer geeigneten und in der Zeichnung nur roh angedeuteten Vorrichtung auf das Bildhauermesser übertragen.Fig. 3 is an example of a simple apparatus for practicing the method, d is the camera, b and c are the mirrors mounted on the base plate g , h is part of the gear mechanism for moving the mark o, and k is the associated sculptor's knife. The electric motor m rotates the mark 0 around the vertical axis of its carrier and the turntable j for the workpiece to be machined in opposite directions by the same angle, and at the same time this mark is rotated together with the sculptor's knife k around the same piece in the vertical direction postponed. The electric motor therefore causes mark 0 to move on a helical line. / is a stereoscopic viewing apparatus which is attached to the rear of the camera d in such a way that it can be freely displaced in a plane which is parallel to the image plane of the camera in order to enable viewing of each of the three spatial partial images. The mark and knife can be moved horizontally with the handle /. This movement is transferred to the sculptor's knife with the help of a suitable device, which is only roughly indicated in the drawing.

Zur Herstellung der Aufnahme wird der obere Teil der Bewegungs vorrichtung für die Marke 0 entfernt und der Gegenstand so angeordnet, daß seine lotrechte Mittellinie im wesentlichen mit der Drehachse des Markenträgers zusammenfällt.To make the recording, the upper part of the movement device for the mark 0 is removed and the object is arranged so that its vertical center line coincides substantially with the axis of rotation of the mark carrier.

Bei der Auswertung der Aufnahme wird durch Ingangsetzen des Motors in der Markenträger und der mit ihm gekuppelte Werk-When evaluating the recording, starting the motor in the brand carrier and the work-

tisch j in fortlaufende Umdrehung versetzt und gleichzeitig von Hand der Marke und dem mit ihr gekuppelten Bildhauermeißel k eine Bewegung in waagerechter Richtung 5 erteilt.table j set in continuous rotation and at the same time issued a movement in the horizontal direction 5 by hand of the mark and the sculptor's chisel k coupled with it.

Durch den Einbau anderer Getriebsteile ließe sich ebenfalls erreichen, daß die Marke ο längs der Schnittlinien bewegt wird, die die durch die lotrechte Spindel des Markenträgers gelegten Vertikalschnittebenen mit dem Raumbild a₃ bilden. In diesem Fall wird die Drehung des Markenträgers und des mit ihm gekuppelten Werktisches nur jeweils nach Herausarbeitung einer Vertikalschnittlinie von Hand vorgenommen.By installing other gear parts it could also be achieved that the mark ο is moved along the cutting lines which form the vertical sectional planes with the spatial image a ₃ laid through the vertical spindle of the mark carrier. In this case, the rotation of the mark carrier and the work table coupled to it is only carried out by hand after a vertical cutting line has been worked out.

Bei der einen Arbeitsweise wird also die Marke und das Messer nach Art einer Schraubenlinie auf der Oberfläche des Bildes bzw. des Bildhauermaterials bewegt. Bei der anderen wird das Messer an den vertikalen Schnittlinien der Oberfläche des Raumbildes mit den durch die lotrechte Spindel gelegten Ebenen entlang geführt. Bei beiden Methoden ist es schwierig, eine genaue Wiedergabe des Raumbildes zu erzielen, da eine ausreichende Genauigkeit für die zwischen den bearbeiteten Linien des Werkstückes gelegenen Punkte schwer erreichbar ist.In the one way of working, the mark and the knife are made in the manner of a helix moved on the surface of the picture or the sculptural material. With the other the knife on the vertical lines of intersection of the surface of the space image guided along with the levels laid by the vertical spindle. With both methods it is difficult to achieve an accurate reproduction of the spatial image, since a sufficient one Accuracy for the points located between the machined lines of the workpiece difficult to reach.

Nachfolgend wird eine Einrichtung beschrieben, bei der beide Verfahren miteinander kombiniert werden können, so daß die Gesamtheit der bearbeiteten Punkte das Werkstück netz- oder maschenförmig umspannen. Auf diesem Wege ist eine sehr genaue Wiedergabe möglich.The following describes a device in which the two methods interact can be combined so that the totality of the edited points Clamp the workpiece in a net or mesh shape. This way is a very precise one Playback possible.

Das Gerät nach Abb. 4 unterscheidet sich von dem nach Abb. 3 nur durch die Art der verwendeten Getriebe. Die übereinstimmenden Teile beider Geräte sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The device according to Fig. 4 differs from that according to Fig. 3 only in the type of used gears. The mating parts of both devices are with the same Provided with reference numerals.

Bei dem Gerät nach Abb. 4 treibt der Motor» die Wellen 3 oder 4 an, je nachdem sich die Kupplung η in der Stellung 5 oder 6 befindet. Die Umdrehungen der Welle 3 werden einerseits über das Kegelradgetriebe 7 auf den Drehtisch / und weiter über die Welle 8 auf die Welle 10 übertragen. Das andere Ende der Welle 3 treibt über ein Kegelradgetriebe 11 die lotrechte Welle 12 und somit das fest mit ihr verbundene Zahnrad 13. Die Drehungen der Welle 4 werden der lotrechten Welle 17, die durch den Rahmen 9 hindurchgeht, und der Welle 19 mitgeteilt.In the device according to Fig. 4, the motor »drives shafts 3 or 4, depending on whether the clutch η is in position 5 or 6. The revolutions of the shaft 3 are transmitted on the one hand via the bevel gear 7 to the turntable / and further via the shaft 8 to the shaft 10. The other end of the shaft 3 drives the vertical shaft 12 via a bevel gear 11 and thus the gear 13 firmly connected to it. The rotations of the shaft 4 are communicated to the vertical shaft 17, which passes through the frame 9, and to the shaft 19.

Das Handrad I dient zur waagerechten Bewegung der Marke 0 und des Messers k, deren Bewegungen durch Vermittlung der Schnecke 22, der lotrechten .Welle 23, der Schnecke 24, der waagerechten Welle 25, des Kegelrades 26, der waagerechten Welle 27, des Kegelrades 28 und der hohlen Welle 29 zwangsläufig miteinander gekuppelt sind.The handwheel I is used for the horizontal movement of the mark 0 and the knife k, whose movements are mediated by the worm 22, the vertical shaft 23, the worm 24, the horizontal shaft 25, the bevel gear 26, the horizontal shaft 27, the bevel gear 28 and the hollow shaft 29 are positively coupled to each other.

Wie in Abb. 5 erkennbar ist, dreht, wenn das Zahnrad 13 von dem Motor m über die. Welle 3 in Umdrehungen versetzt wird, das Zahnrad 16 das mit Gewinde versehene Rohr 15 durch Eingriff eines nach innen ragenden Miitnehmerzapfens des Rades in eine zur Rohrachse parallele Nut 30.As can be seen in Fig. 5, when the gear 13 rotates from the motor m over the. Shaft 3 is set in revolutions, the gear 16 the threaded pipe 15 by engagement of an inwardly projecting driver pin of the wheel in a groove 30 parallel to the pipe axis.

Wird hierbei das Rad 20 und damit das als Muster für das Rohr 15 ausgebildete Rad 21 in unveränderter Lage gehalten, so bewegt sich der Rahmen 14 und die mit ihm verbundene Marke ο in Schraubenlinien. Wenn andererseits zusammen mit der Welle 4 das Rad 20 gedreht und das Rad 13 festgehalten wird, so ist das Rohr-15 un-verdrehbar, bewegt sich also unter dem Einfluß des Rades 21 in nur senkrechter Richtung.If the wheel 20 and thus the wheel 21 designed as a pattern for the tube 15 are held in an unchanged position, the frame 14 and the mark o connected to it move in helical lines. If, on the other hand, the wheel 20 is rotated together with the shaft 4 and the wheel 13 is held, the tube 15 is non-rotatable, that is to say moves under the influence of the wheel 21 in only a vertical direction.

Die Bewegung der Marke 0 in waagerechter Richtung erfolgt unter dem Einfluß des Handrades/ über die Welle29. Die Welle31 ist in der Hohlwelle 29 in der Weise angebracht, daß sie von ihr bei Drehungen mitgenommen wird, sich aber zu ihr axial verschieben läßt. Die Drehbewegung der Welle 31 wird durch ein Kegelradgetriebe 32 auf das Zahnrad 33 und von hier auf die Zahnstange 34, welche die Marke 0 hält, übertragen. The movement of mark 0 in the horizontal direction takes place under the influence of the handwheel / via the shaft29. The shaft 31 is mounted in the hollow shaft 29 in such a way that it is carried along by it when it rotates, but can be moved axially relative to it. The rotary movement of the shaft 31 is transmitted through a bevel gear 32 to the gear 33 and from here to the rack 34, which holds the mark 0.

Abb. 6 läßt die entsprechenden Bewegungsvorgänge des Meißels k erkennen. Wenn die Welle 10 sich dreht und die senkrechte mit der Nut 37 versehene Welle 17 festgehalten wird, so ist das mit einem Mitnehmerzapfen in diese Nut eingreifende Zahnrad 36 und somit das als Mutter auf der Welle 10 ausgebildete Zahnrad 35 unverdrehbar. Der Rahmen 9 wird dann eine Auf- oder Abwärtsbewegung erfahren. Diese Bewegung in Verbindung mit der Umdrehung des Tisches; 100 unter dem Einfluß des Motors ergibt die Schraubenlinienbewegung gegenüber dem Werkstück.Fig. 6 shows the corresponding movement processes of the chisel k . When the shaft 10 rotates and the vertical shaft 17 provided with the groove 37 is held, the gearwheel 36 engaging in this groove with a driving pin and thus the gearwheel 35 formed as a nut on the shaft 10 cannot rotate. The frame 9 will then experience an upward or downward movement. This movement in conjunction with the rotation of the table; 100 under the influence of the motor results in the helical movement with respect to the workpiece.

Wenn sich aber die Welle 17 dreht, während die Welle 10 festgelegt wird, so bewirkt die Welle 17 eine Drehung des Zahnrades 35 durch das Zahnrad 36. Der Rahmen wird dabei auf- bzw. abwärts bewegt werden, während der Drehtisch/ in Ruhe bleibt. Die waagerechte Bewegung des an der Zahn- 110 stange 39 befestigten Meißels k erfolgt über das Zahnrad 38 und der ebenfalls genuteten Welle 23, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Handrades I umläuft.If, however, the shaft 17 rotates while the shaft 10 is being locked, the shaft 17 causes the gear 35 to rotate through the gear 36. The frame will thereby be moved upwards or downwards while the turntable / remains at rest. The horizontal movement of the rod to the tooth 110 39 fixed bit k is carried out via the gear 38 and also the grooved shaft 23 which rotates in response to movement of the handwheel I.

Claims

"5 claims:

i. Method of mechanical manufacture of pictorial works by producing stereoscopic recordings and 120 scanning of those that appear spatially in the stereoscope Images with the help of a brand,

which is coupled to a sculptor's chisel, characterized in that the Object simultaneously once directly from the front and twice by reflection from behind stereoscopically is recorded, so that after the introduction of the developed recording into the stereoscope three spatially appearing Pictures, one from the front, one

ίο from the right back and one of the left rear side of the object can be seen, and the one with the sculptor's chisel Coupled mark in turns around the different sides of the spatial images of the object to be reproduced and is led around in apparent contact with it.

2. Device for performing the method according to claim ι with a

ao stereoscope, in which the image plates can be used, and a marking point adjustable in three directions, visible in the stereoscope, characterized by such a design of the device (mirror b, c, switchability as of the stereoscope /) that the space mark is optionally on one of the three Spatial images can be seen in apparent contact with the surface.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein the mark coupled with the sculptor's chisel is adjustable in three directions, characterized in that mark and chisels are driven by a motor so that they have a vertical and a rotational movement execute and that the marking point and the chisel with a hand-driven Moving device for adjustment in the radial direction are connected.

1 sheet of drawings