Устройство для гравировки

 

Изобретение относи-тся к гравировальным системам и позволяет повысить точность гравирования. Устройство содержит герметичную камеру 1, в которой находится печатный цилиндр 2,вращающийся в направлении стрелки 3,источник электронного излучения с электронно-лучевым зондом 5, направленным к цилиндру 2, фокусирующую катушку 6, кольцеобразную диафрагму 4,узел 8 выделения максимального значения, АЦП9, блок 10 перемещения печатного цилиндра, преобразователь 11электрических сигналов, детектор 12маркировки меток на печатном цилиндре , вычислитель 13, тактовый-генератор 17, блок 18 управления гравированием и растровый диск 19. 12 ил. § СО 00 00 (jO 00 СМ ./

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А3 (51)4 В 41 С 1/02

3CK6!93It.

113,", ; .. „„И

ЬИИиО ШЬ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3665279/28-1 2 (22) 03,11.83 (3)) P 3240654.1 (32) 04.11.82 (33) DE (46) 23.05.87 Бюл. Ф 19 (71) Др.-ИНЖ. Рудольф Хелль, ГмбХ (вк) (72) Зигфрид Байссвенгер и Вольфганг Боппель (DE) (53) 681.137 ° 5(088.8) (56) Заявка ФРГ У 2361903, кл. В 41 С 1/04, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАВИРОВКИ (57) Изобретение относится к гравировальным системам и позволяет повысить точность гравирования. Устройство содержит герметичную камеру I в которой находится печатный цилиндр

2, вращающийся в направлении стрелки

3, источник электронного излучения с электронно-лучевым зондом 5, направленным к цилиндру 2, фокусирующую катушку 6, кольцеобразную диафрагму

4, узел 8 выделения максимального значения, АЦП9, блок 10 перемещения печатного цилиндра, преобразователь

11 электрических сигналов, детектор

12 маркировки меток на печатном ци линдре, вычислитель 13, тактовый генератор 17, блок 18 управления гравированием и растровый диск 19. 12 ил.

1313337

Устройство для гравировки содержит (фиг.!) герметичную камеру 1, в которой находится печатный цилиндр 2, вращающийся в направлении стрелки 3, источник 4 электронного излучения с электронно-лучевым зондом 5, направленным к цилиндру 2. Устройство включает в себя фокусирующую катушку 6„ кольцеобразную диафрагму 7, узел 8 выделения максимального значения„ аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 перемещения печатного цилиндра, преобразователь 11 электрических сигналов, детектор 12 маркирования меток на печатном цилиндре, вычислитель .13. Кроме того, на фиг.l обозначено направление !4 полета вторичных электронов (ЯЕ), направление 15 полета отраженных электронов (КЕ), измерительное сопротивление Rä 16.

Устройство содержит тактовый генератор 17, блок 18 управления гравированием, растровый диск 19, северный импульс 20 с выхода генератора 17 и положение места 21 маркировки. На фиг.3 обозначена метка 22 старта северного импульса растрового диска 19.

После включения устройство работает следующим образом, Изобретение относится к гравировальным системам и может быть использовано при гравировании.

Цель изобретения — повышение точности гравирования.

На фиг.! представлена блок-схема устройства для гравировки," на фиг.2— иэображение выгравированной последовательности ячеек; на фиг.3 — локальное расположение ячеек при несовпадении фаз; на фиг.4 — диаграмма анализа сигналов с выходов датчиков, на фиг.5примеры сигналов для случая совмещения по фазе в осевом направлении; на фиг.б — последовательность ячеек с пропуском для совмещения по фазе и по периферии; на фиг.7 — диаграмма импульсов для анализа отдельных импульсов при совмещении по фазе;:на фиг.8 — пример выполнения схемы для реализации "измерительного сопротивления"; на фиг.9 — пример построения схемы узла выделения максимального значения; на фиг.10 — схема детектора маркирования меток на печатном цилиндре; на фиг.ll — импульсная диаграмма напряжения элементов схемы на фиг,10; на фиг.12 — схема выработки однофазового северного импульса.

f5

Фокусировкой и расфокусировкой изготавливают ячейки, при этом осуществляется управление фокусирующей катушкой 6. Получают импульса, с помощью которого гравировальное устройство перемещае.тся в осевом направлении и по периферии. Для получения этого импульса источник электронного излучения перед процессом гравирования переключают на режим измерения. Вторичные электроны SE (поз.14) и отраженные электроны RE (поз.15), исходящие от поверхности печатного цилиндра, попадают на кольцеобразную диафрагму 7, которая через измерительное сопротивление 16 соединена с землей.

Сенсорный сигнал с диафрагмы 7 поступает на узел 8 выделения максимального значения, с которого сигнал передается на аналого-цифровой преобразователь для аналого-цифрового преобразования, а затем на систему управления шаговым двигателем блока 10.

Кроме того, предусмотрена однофазовая электронная система — преобразователь 11 электрических сигналов, который, с одной стороны через детектор 12 соединен с диафрагмой 7, с другой стороны от растрового диска

19, вращающегося синхронно с печатным цилиндром 2, на него поступает так называемый северный импульс 20 от установленной точно в определенном месте маркировки 21. Кроме того, однофазовая электронная система— преобразователь 11 связана с тактовым генератором 17, частота которого используется для управления процессом гравирования. Преобразователь 11 так же, как и блок 10 перемещения печатного цилиндра, соединен с вычислителем 13 и создает на своем выходе импульсы,, необходимые для фазового совмещения. Измерительное сопротивление 16 выполнено в виде преобразователя ток-напряжение (фиг.8). !

На фиг.2 представлена цепочка ячеек, наносимых в самом начале процесса. гравирования на край цилиндра. Эти ячейки могут располагаться также по линии окружности, которая лежит не на краю печатной формы, а рядом с печатной формой или в том месте на печатной форме, где они не мешают изображению печати. Перед процессом гравирования на каждый еще не обработанный цилиндр наносится такая цепочка ячеек, в которой перед северным

13133

3 импульсом 20 отсутствуют несколько ячеек. Благодаря этому отмечается место старта в направлении перемещения и поворота цилиндра 2.

При последующей гравировке, напри- 5 мер при изготовлении каталогов универмагов, в которых цены указываются в самый последний момент, после монтажа цилиндра в гравировальном устройстве северный импульс 20 растрово-10 го диска 19 и метка 22 старта могут быть несколько сдвинуты. Для смещения фаз электронный луч работает в режиме измерительного зонда, т.е. его интенсивность по сравнению с режимом обра- 1э ботки материала значительно уменьшается. его диаметр по сравнению с диаметром ячеек настолько уменьшается, как этого требует точность установки при совмещении фаз (разрешающая20 способность ячейки при изготовлении электронным лучом). Для этого свето-. вое пятно устанавливается на диаметр

4 z

5 мм и плотность по мощности 10 Вт/см .

На фиг.4 в верхней части показана кривая сигнала на выходе сопротивления 16 преобразователя ток/напряжение. При этом получают симметричный сигнал с двумя приблизительно равными максимумами для каждой. ячейки. З0

Симметрия этого сигнала прежде всего обусловливается тем, что сами ячейки также симметричны, кроме того, диафрагма 7 симметрично располагается вокруг электронного луча зонда 5. 35

Отсюда следует, что электронно-лучевой зонд 5 на стенках ячейки при входе ячейки в зону луча и при выходе из нее выдает одинаковые сигналы.

С помощью компаратора этот сигнал 40 обрабатывается и на выходе получают прямоугольный сигнал (фиг.4), используемый затем для процесса совмещения фаз по окружности. На фиг.5а представлены результаты считывания инфор-1 мации при каждой ячейке, а на фиг.5б— кривые сигналов для трех результатов считывания, когда необходимо определить нулевое положение цилиндра. Для трех результатов на фиг.5б представ-эо лены кривые сигналов А, Б и В, полученных после обработки узлом 8 выделения максимального значения (фиг.1).

Максимальный сигнал соответствует второму результату считывания, т.е. он располагается в центральной части ячейки, что подтверждается кривой Б.

При фазовом совмещении в осевом направлении определяются результаты счета, при котором измеряемая величина на выходе сопротивления 16 преобразо-вателя ток/напряжение имеет максимальное значение.

Размещение гравировки при дополнительном гравировании осуществляется только относительно этого результата счета.

Как показано на фиг.4, диафрагма

7 позволяет получить сигнал, возрастающий и спадающий фронты которого соответствуют краям гравируемых ячеек. На фиг.6 показана цепочка ячеек с пропуском перед северным импульсом

20. При совмещении фаз отсчитывается определенное число тактов, получаемых от датчика тактовых импульсов, во-первых, от северного импульса 20 растрового диска 19 до возрастающего фронта первой появляющейся после пропуска ячейки, во-вторых, от северного импульса 20 растрового диска 19 до спадающего фронта измерительного сигнала, что показано на фиг.7. Предположим, что число импульсов до нарастающего фронта равно Z,, а число импульсов до спадающего фронта равно

Е, причем Z больше Z1. Однофазный северный импульс 20 (фиг.7) получают так, что от северного импульса 20 растрового диска 19 отсчитывают определенное количество тактов и затем получают электронным путем однофазный контрольный северный импульс.

Этот импульс, определяющий соответствующее состояние счетчика, запоминается и используется в качестве новой отметки для следующей дополнительной гравировки по окружности.

На фиг.8 изображен преобразователь ток/напряжение с сопротивлением

16. Измеряемый ток диафрагмы 7 подается на две последовательно включенные интегральные схемы ЕС, и ICz.

Измерительное сопротивление 16 R включено в цепь обратной связи между входом и выходом последовательно включенных цепочек IC< и IC . IC, и

ЕС2, работает обычн образом в качестве преобразователя ток/напряжение с очень маленьким входным сопротивлением. Это позволяет получить значительно меньшую постоянную времени по сравнению с измерительной схемой, изображенной на фиг,1, Выход схемы ICz соединен с детектором 12 и узлом 8 выделения макси1313337 мального значения и на нем получают выходное напряжение U, как это показано на фиг; 11, На фиг.9 представлена схема узла

8 выделения максимального значения.

Напряжение U< усиливается на первом усилителе ТС и выпрямляется. Для этого в цепь обратной связи IC вклюЭ чены диоды D, и D,,причем диод D включен последова1ельно с сопротивлением обратной связи R, а диод D через последовательно включенные сопротивление обратной связи R „ и диод

D включен в обратном запирающем направлении, Выпрямленное напряжение подается на вход интегрирующей и блокирующей схемы, состоящей из имеющихся интегральных схем IC4 и ICq. С интегратора сигнал подается на аналогоцифровой преобразователь ЕС6, который также может быть выполнен в виде интегральной схемы.

Интегральная схема IC < имеет управляемые выходы SL, и SL, с помощью которых могут быть выбраны различные функции интегрирования, запоминания и установки нуля. Эти каналы соединены с управляющим устройством шагового двигателя блока 10. На фиг.10 изображен детектор 12 индекса. Выходной сигнал сопротивления 16 преобразователя ток/напряжение используется в качестве входного сигнала U< выпрямителя IC, выполненного точно так же, как и выпрямитель IC . Выпрямленный выходной сигнал Е1 этой ступени сравнивается в компараторе IC< с опорным напряжением U e для получения цифрового выходного сигнала U .

Сигналы U, U, U< и U> представле— ны на фиг.11.

Для детектирования первой ячейки после пропуска в цепочке опорных сигналов (фиг.2, фиг.б) цифровой выходной сигнал U подается на линию за3 держки IC ц, выходной сигнал которой на фиг.ll обозначен U<. Кроме того, сигнал U подается на триггер IC», Выходнои сигнал U5 (фигаll) К070ро го соответствует пропуску. Сигнал У подается на следующий триггер 10 постоянная времени которого соответствует такту ячейки. Этот выходной сигнал U< (фиг,11) вместе с выходным сигналом U с линии задержки подает4 ся на схему совпадения Т,, на выходе которой появляется сигнал Б, соответствующий первой ячейке после пропуска в цепочке опорных сигналов (фиг.7с, соответственно напряжение на фиг.l!), Сигнал U подается через линию выравнивания времени задержки Т на триггер IC и через инвертор Т на другой триггер IC<> .

Оба триггера IC u IC создают два заостренных импульса, соответствующих фронтам Z u Z (фиг.l) и пред10 ставленных на фиг. l l как U и U

На фиг ° 12 представлена схема, с помощью которой получают контрольный северный импульс, смещенный относительно северного импульса 20 растро15 вого диска 19 (фиг.2, 3). Для обеспечения этого сначала получают состояния счетчика Z u Z, которые соответствуют определенному числу тактов.

Для этого предусмотрен загружаемый счетчик IC 8 с 24 байтами, содержащий три регистра ТС<5 ЕС,e, ТС T с 8 байтами,, а также три 8-байтовых кода. Через байтовый бинарный дешифратор с помощью вычислителя 13 пос25 редством каналов управления С, и С, могут последовательно выбираться регистры IC IC,e, IC загружаться через выход данных и выбирать регистры ТС ТСг1

Определение состояния счетчика Z и Z производится с помощью счетчика

IC щ и обеих групп регистров IC тояние счетчика Z< получают в этом

35 случае, когда управляющий канал С, соединенный с вычислителем !3 и логическими схемами Т, Тв и Т„, переключают на "1".

Два других управляющих канала С и С, соединенных с вычислителем 13 и логическими схемами Т и Т, определяют, какой из индексов 1 или 2 будет выбран логическими схемами Т и Is

При каждом северном импульсе 20 регистры IC, IC

IC,5, IC,e, IC,7 поступает на счетчик IC 1, т.е. IC 8 при каждом северном импульсе 20 сбрасывается на нуль.

С помощью логической схемы Тв счетчик IC ® переключается на прямой счет. При появлении "1" содержимое счетчика ICtz передается в регистры

1313337

8 пример Заданное положение достигнуто", на центральную вычислительную машину.

ТС<«, ТС, ТС2< и через время задержки, устанавливаемое с помощью триггера ТС,, поступает в вычислитель 13. Соответственно с помощью индекса 2 определяется состояние 5 счетчика Z

После того, как значения состояний счетчиков Z< и Z поступят в вычислитель 13, определяется среднее значение Z. Затем управляющий канал

С через блок 13 переключается в другой режим. Это означает, что регистры ТС<, IC,6, IC„7 не перекидываются на нуль при каждом северном импульсе 20, а сохраняют записанное

:значение и при каждом северном импульсе 20 это значение передается на счетчик IC . Кроме того, счетчик IC<<< через инвертор Т8 переключается на обратный счет и выходной сигнал (переполнение) счетчика IC,8 пропускается через логическую схему Т<

Одновременно среднее значение Z также от вычислителя 13 передается на регистры IC IC, IC 7 . При каж25 дом последующем северном импульсе 20 содержимое регистров IC, IC, IC передается на счетчик IC

Вычислитель 13 используется в системе управления как вычислительный центр, система управления шаговым двигателем блока 10 работает как подчиненная вычислительная машина. Данные между центральной и вспомогательной машинами передаются по известному методу ручного управления. Система управления двигателем блока 10 получает от центральной вычислительной 45 машины команду передать код команды и параметры, например "Переместить шаговый двигатель в положение готовности", причем "переместить шаговый двигатель" — это команда, а "в задан- 50 ное положение" — это соответствующий параметр. После выполнения команды с шагового двигателя блока 10 передается сообщение о его положении, наИспользование изобретения повышает точность гравирования.

Формула и з обретения

Устройство для гравировки, содержащее блок перемещения печатного цилиндра, тактовый генератор, блок управления, электронно-оптический блок считывания и привод печатного цилиндра, выход которого соединен с входом блока перемещения печатного цилиндра, о т л и ч а ю щ е е с я reM, что, с целью повышения точности гравирования, оно имеет детектор маркирования меток на печатном цилиндре, узел выделения максимального значения, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь электрических сигналов и вычислитель, при этом выход блока перемещения печатного цилиндра соединен с входом тактового генератора, связанного первым выходом с первыми входами блока управления гравированием и преобразователя электрических сигналов, подключенного вторым входом к второму выходу тактового генератора, второй вхОд блока управления гравированием соединен с первым выходом преобразователя электрических сигналов, третий вход которого через детектор маркирования меток на печатном цилиндре подключен к входу узла выделения максимального значения и электрическому входу электронно-оптического блока считывания, соединенного электрическим входом с выходом блока управления гравированием, выход узла выделения максимального значения через аналого-цифрового преобразователь связи с первыми выводами привода гравировального цилиндра, вторые выводы которого подключены к информационным выходам вычислителя, соединенного вторыми информационными выходами и информационными входами с соответствующими четвертыми входами и вторыми выходами преобразователя электрических сигналов. 13337

Целана жгем

Ь:аробый дисм

I

4i— ф Растро8ый ЛЫл

Ф

Фи

Фиг. г

ZZ

ГО

ПорогоРог жачеHC Р

Сигнал на конаараторе юг, g

J I

l ооо — — — оо !

11 (l!

« ввь f

ixo0 ц-лысел

Фиг.8 з ззз

О о

Ьф а ф

4

В ъ, 3 щ Ь

У г .

j Ч 5)

I

l313337

Фус,. 12

Составитель С.Алексанов

Редактор С.Патрушева Техред И.Попович Корректор M.Øàðoøè

Заказ 1983/58 Тираж 349 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4