DE19623192C2

DE19623192C2 - Process for determining measured values from a template to be scanned and processing plotter for carrying it out

Info

Publication number: DE19623192C2
Application number: DE1996123192
Authority: DE
Inventors: Claus-Wilhelm Riepe; Joerg Albers
Original assignee: Aristo Graphic Systeme GmbH and Co KG
Current assignee: Aristo Graphic Systeme GmbH and Co KG
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: DE19623192A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung von Meßwerten aus einer abzutastenden Vorlage und Verwendung der gewonnenen Meßwerte zur Steuerung einer Bearbeitungsmaschine zur konturgenauen Bearbeitung eines realen Objektes entsprechend der Vorlage, sowie auf einen Bearbeitungsplotter zur Durchführung dieses Verfahrens entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 2.The invention relates to a method for determining Measured values from a template to be scanned and use of the Measured values obtained for controlling a processing machine for Contour-precise processing of a real object according to the Template, as well as on a processing plotter for implementation this method according to the preamble of claim 2.

Bearbeitungsplotter sind aus numerisch gesteuerten Großzeichenmaschinen hervorgegangen und diese werden wegen ihrer hohen Arbeitsgeschwindigkeiten zunehmend als Bearbeitungsmaschinen wie Schneid- und Fräsmaschinen eingesetzt.Editing plotters are made from numerically controlled large drawing machines emerged and these are because of their high working speeds increasingly used as processing machines such as cutting and milling machines.

In einer üblichen bisherigen Arbeitsweise wird das auf der Bearbeitungsmaschine zu bearbeitende Objekt am Computerbildschirm konstruiert und in Form von Plottdaten anschließend zur Bewegungssteuerung an die Maschine ausgegeben. Eine andere Arbeitsweise besteht darin, eine anderweitig erfolgte Konstruktion als Vorlage über einen Digitizer oder Scanner abzutasten, um danach ggfs. die gewonnenen Daten am Bildschirm aufzubereiten und anschließend die Plottdaten auszugeben.In a conventional way of working up to now, this becomes too on the processing machine processing object constructed on the computer screen and in the form of plot data then output to the machine for motion control. Another How it works is to use a different construction as a template to scan a digitizer or scanner in order to then, if necessary Prepare the screen and then output the plot data.

Von entscheidender Bedeutung für das spätere Bearbeitungsergebnis ist die Qualität der erzeugten Plottdaten, die aus der im Computer zugrundeliegenden Idealform generiert werden.Quality is of crucial importance for the subsequent machining result the generated plot data, from the ideal form on which the computer is based to be generated.

In einer speziellen Anwendung sind auf ein platten- oder blattförmiges Material Bilder und andere Formen aufgebracht. Diese können aufgedruckt oder aufgezeichnet sein, oder in Form bereits vorhandener Produkte (z. B. Flachdichtungen für Druckkessel) existieren. Wenn die Aufgabenstellung darin besteht, diese Bilder und Formen konturgenau auszuschneiden, so müssen die aus dem vorhergegangenen Auftragungs- oder Druckprozeß erzeugten Abweichungen von der ursprünglichen computerseitigen Idealform in einer nachfolgenden Ausgleichsrechnung berücksichtigt werden.In a special application, images are on a plate or sheet material and other shapes applied. These can be printed or recorded, or in the form of existing products (e.g. flat seals for pressure vessels) exist. If the task consists of these images and forms cut out to the exact contour, then those from the previous application or printing process produced deviations from the original computer side Ideal form to be taken into account in a subsequent compensation calculation.

So können Abweichungen des Druckbildes von der Idealform etwa durch Druckversatz, Projektionsfehler, optische oder thermische Einflüsse aufgetreten sein.For example, deviations of the printed image from the ideal shape can occur Pressure offset, projection errors, optical or thermal influences have occurred.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs erwähnten Art (DE 35 44 251 A1) werden die Mustervorlagen abgetastet und die gewonne nen Meßwerte zum konturgenauen Ausschneiden von realen Objekten verwendet. Dabei dienen Lochkodierungen zur Identifizierung der einzelnen Mustervorlage, und ein kleines Loch bezeichnet dessen Flächenschwerpunkt. Aus der Lage dieses Flächenschwerpunktes, der den Nullpunkt der Mustervorlage darstellt und der Lage der weiteren Löcher werden die Lage und die Ausrichtung der Muster vorlage ermittelt und das Schneidwerkzeug entsprechend gesteu ert. Eine Korrektur von bei Erstellung der Mustervorlage aufge tretenen Abweichungen in den Abmessungen erfolgt auf diese Weise nicht.In a known method of the type mentioned at the beginning (DE 35 44 251 A1) the samples are scanned and the won Measured values for precise contour cutting of real objects used. Hole codes are used to identify the single template, and a small hole denotes its Center of gravity. From the location of this area focus, which represents the zero point of the template and the position of the Further holes are the location and orientation of the pattern determined template and control the cutting tool accordingly Ert. A correction from when creating the template Deviations in dimensions occur in this way Not.

Es ist ferner bereits ein Verfahren zum Ausschneiden von auf einem Druckbogen befindlichen Abziehbildern mittels optischer Abtastung bekannt (DE 34 33 298 A1). Auch bei diesem Verfahren erfolgt der Schneidvorgang in direkter Abhängigkeit von der optischen Abtastung, ohne daß Korrekturen vorgenommen würden.It is also already a method of cutting out decals located on a printed sheet by means of optical Scanning known (DE 34 33 298 A1). Even with this procedure the cutting process is directly dependent on the optical scanning without making corrections.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. einen Bearbeitungsplotter zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit dem Verzerrungen, wie sie bei der Erstellung von abzutastenden Vor lagen, etwa durch Drucken o. ä. entstehen, korrigiert werden können, um das Bearbeiten der vorlagegemäßen, realen Objekte mittels einer Bearbeitungsmaschine nicht mit den Verzerrungen der Vorlage zu belasten.It is an object of the invention to provide a method or a processing plotter for performing this method, with which Distortions such as those created when creating samples to be scanned positions, such as those caused by printing or the like, are corrected can to edit the real objects using a processing machine not with the distortions the original.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs er wähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß auf der Vorlage als Paßpunkte dienende Marken vorhanden sind, deren genaue räumliche Zuordnung bekannt ist, und daß aus einem Ver gleich der durch Abtastung gewonnenen Meßdaten der Marken mit in einem Computer gespeicherten Idealdaten der Marken Korrektur daten gewonnen werden, mit deren Hilfe die gewonnenen Meßwerte zur Steuerung der Bearbeitungsmaschine korrigiert werden.To solve this problem, a method of the beginning he mentioned type designed according to the invention such that on the Templates serving as control points are available, their exact spatial assignment is known, and that from a ver equal to the measurement data of the marks obtained by scanning with in ideal data of the brand correction stored on a computer data are obtained with the aid of the measured values obtained to control the processing machine.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also Paßpunkte ausge wertet, die sich auf der abzutastenden Vorlage befinden, deren räumliche Ideallage und -zuordnung aber bekannt ist. Wenn daher die Lage und räumliche Zuordnung der auf der Vorlage befindli chen Paßpunkte ermittelt und die auf diese Weise gewonnenen Meßdaten mit den in einem Computer gespeicherten, bekannten Idealwerten für Lage und Zuordnung der Paßpunkte verglichen werden, so lassen sich aus der erhaltenen Differenz zwischen Realwerten (Soll-Werten) und den aus der Vorlage ermittelten Werten (Ist-Werten) Korrekturwerte ermitteln. Entsprechend die sen Korrekturwerten ist auch eine Korrektur der Meßwerte mög lich, die aus der abgetasteten Vorlage gewonnen wurden, und damit eine Korrektur der Meßwerte, die zur Steuerung der Bear beitungsmaschine für die konturgenaue Bearbeitung eines der Vorlage entsprechenden realen Objektes dienen.In the method according to the invention, control points are therefore output evaluates that are on the template to be scanned, whose ideal spatial location and assignment is known. If so the location and spatial assignment of those on the template Chen control points determined and the thus obtained Measurement data with the known data stored in a computer Ideal values for the location and assignment of the control points compared , the difference between Real values (target values) and those determined from the template Values (actual values) Determine correction values. According to the It is also possible to correct the measured values Lich, which were obtained from the scanned template, and thus a correction of the measured values which are used to control the Bear processing machine for precise contour machining of one of the Serve the corresponding real object.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei spielsweise ein Bearbeitungsplotter dienen, der einen Werkzeug wagen für die Aufnahme eines Schneidstichels, eines Fräsers o. ä. aufweist und an dem ein Meßkopf vorgesehen ist, wobei der Meß kopf einen fokussierten Lichtzeiger für gebündeltes Licht, etwa einen Laserstrahl, aufweist, mit dessen Hilfe die auf der Vor lage befindlichen Paßpunkte punktgenau abgetastet werden können.The method according to the invention can be carried out at serve for example a processing plotter that a tool trolley for the inclusion of a cutting stylus, a milling cutter or similar has and on which a measuring head is provided, the measuring head a focused light pointer for focused light, for example has a laser beam, with the help of which on the front location passpoints can be scanned with pinpoint accuracy.

Die Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Bearbeitungsplotters zur Durchführung des Verfahrens erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 2.The solution to the task regarding the plotter The procedure is carried out using the features of Claim 2.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 2 erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4. Further advantageous refinements of the subject Claim 2 is based on the features of claims 3 and 4.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:The invention is explained in more detail below on the basis of the illustrations of an exemplary embodiment:

Fig. 1 zeigt in der Draufsicht einen Bearbeitungsplotter. Die plane Arbeitsfläche (1) ist Träger für die zu vermessenden Vorlagen und anschließend zu bearbeitenden platten- oder blattförmigen Materialien. Sie wird überspannt von einer motorisch bewegbaren Querschiene (2) für Bewegungen der x-Achse, an der ein ebenfalls motorisch bewegbarer Werkzeugwagen (3) für Bewegungen der y-Achse seitlich angebracht ist. Die Querschiene und der Werkzeugwagen bilden zusammen ein Auftragesystem, sodaß mit Hilfe einer Lageregelung jede Position auf der Arbeitsfläche angefahren werden kann. Fig. 1 shows a plan view of a processing plotter. The flat work surface ( 1 ) is a support for the templates to be measured and then for plate or sheet materials to be processed. It is spanned by a motor-driven cross rail ( 2 ) for movements of the x-axis, on which a likewise motor-driven tool carriage ( 3 ) for movements of the y-axis is attached to the side. The cross rail and the tool trolley together form an application system so that any position on the work surface can be approached with the help of a position control.

Der Werkzeugwagen dient zur Aufnahme verschiedener Werkzeuge, wie Schneidstichel, Fräser, Laser und anderen zur konturgenauen Bearbeitung z. B Ausschneiden der auf der Arbeitsfläche festgelegten Vorlagen.The tool trolley is used to hold various tools, such as Cutting tools, milling cutters, lasers and others for contour-accurate machining e.g. B Cut out the templates defined on the work surface.

Neben den Werkzeugen befindet sich in definiertem Abstand zu den Bearbeitungsachsen der Werkzeuge der Meßkopf (4), von dem aus ein Strahl gebündelten Lichtes, z. B. Laserlicht senkrecht auf die Vorlage gelenkt wird, um Paßmarken und andere geeignete Positionen auf der Vorlage punktgenau anzufahren. In addition to the tools, the measuring head ( 4 ) is located at a defined distance from the machining axes of the tools, from which a beam of light, e.g. B. laser light is directed vertically onto the template in order to approach registration marks and other suitable positions on the template with pinpoint accuracy.

Fig. 2 zeigt eine auf die plane Arbeitsfläche aufgelegte zu bearbeitende Vorlage, die verschiedene aufgedruckte Bilder aufweist, die konturgenau ausgeschnitten werden sollen. Fig. 2 shows a template placed on the flat work surface to be processed, which has various printed images that are to be cut out with a precise contour.

Auf der Vorlage sind drei Paßpunkte aufgedruckt, die zueinander einen rechten Winkel bilden und deren zwei äußere Paßpunkte, hier mit links oben und rechts unten bezeichnet, bezogen auf den Ursprung ein festes Maß, Abstand a und Abstand b, aufweisen.Three control points are printed on the template, one on the right one Form angles and their two outer fitting points, here with top left and bottom right denotes, based on the origin, a fixed dimension, distance a and distance b, exhibit.

Evtl. Abweichungen vom rechten Winkel und von den festen Maßen, sind aus den vorangegangenen Produktionsschritten, wie z. B. Projizieren und Drucken entstanden. Diese Abweichungen werden durch punktgenaues Anfahren der Paßpunkte mit dem gebündelten Lichtstrahl und Ermittlung der Positionswerte mit dem Meßsystem, das Bestandteil der Lageregelung des Auftragesystems ist, ermittelt. Es kann danach ein Soll-Ist-Vergleich zwischen den im Computer gespeicherten Idealdaten und den am Objekt gemessenen Daten erfolgen, deren Ergebnis zu einer Koodinatentransformation der Computerdaten in dem Computerspeicher selbst oder aber bei der Ansteuerung der Maschine aus dem Computer genutzt wird.Possibly. Deviations from the right angle and from the fixed dimensions are from the previous production steps such. B. Projecting and printing. These deviations are caused by precisely approaching the control points with the bundled light beam and determination of the position values with the measuring system, the Part of the position control of the order system is determined. It can be done afterwards Target-actual comparison between the ideal data stored in the computer and the am Data measured on the object take place, the result of which is a co-ordinate transformation the computer data in the computer memory itself or when controlling the Machine is used from the computer.

Claims

1. A method for determining measured values from a template to be scanned and use of the measured values obtained to control a processing machine for contour-accurate processing of a real object according to the template, characterized in that there are marks on the template serving as control points, the exact spatial assignment of which is known , and that correction data are obtained from a comparison of the measurement data of the marks obtained by scanning with ideal data of the marks stored in a computer, with the aid of which the measurement values obtained are corrected for controlling the processing machine.

2. Processing plotter for performing the method according to claim 1, with a tool carriage ( 3 ) for receiving a tool and a measuring head ( 4 ) for measuring printing templates, drawings or the like in terms of location and dimensions, characterized in that the measuring head ( 4th ) has a focused light pointer for focused light.

3. Processing plotter according to claim 2, characterized in that the bundled light is a laser beam.

4. Processing plotter according to claim 2 or 3, characterized in that the tool carriage ( 3 ) can be moved in the x and y directions.