CS260194B1

CS260194B1 - Three-coordinate scanning head for a device for automatically decorating glass objects with reproductions according to the original

Info

Publication number: CS260194B1
Application number: CS872930A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Kubata; Otto Somogyi; Jiri Korinek
Original assignee: Jaroslav Kubata; Otto Somogyi; Jiri Korinek
Priority date: 1987-04-25
Filing date: 1987-04-25
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS293087A1

Abstract

Podstata řešení spočívá v tom, že kopírovací čidlo (2) snímací hlavy s výkyvným ovládacím prvkem je umístěné v pouzdru (10), k němuž je připevněn jednak ukazatel (11) natočení s kopírovacím hrotem (12) a jednak přes pružinu (13) třísouřadnicový ovládací prvek (14). Kopírovací čidlo (2) má na svém čepu otočně uložena kuželová planetová kola (8, 9) diferenciálového mechanismu, z nichž první kuželové planetové kolo (8) je spojeno s převodovým mechanismem ozubených kol (6, 7) napojeným na krokový motor (4). Krokový motor (4) je přes servomechanismus (5) spojen s čidlem (18) natočení, ve kterém je umístěn pohyblivý jazýček (17), který je nesen raménkem (16), na němž je otočně umístěn satelit (15). Současné vyklánění i natáčení třísouřadnicového ovládacího prvku (14) je umožněno jeho spojením s pouzdrem (10) prostřednictvím pružiny (13).The essence of the solution lies in the fact that the copying sensor (2) of the scanning head with a swinging control element is placed in a housing (10), to which is attached, on the one hand, a rotation indicator (11) with a copying tip (12) and, on the other hand, a three-coordinate control element (14) via a spring (13). The copying sensor (2) has conical planetary gears (8, 9) of the differential mechanism rotatably mounted on its pin, of which the first conical planetary gear (8) is connected to a gear transmission mechanism (6, 7) connected to a stepper motor (4). The stepper motor (4) is connected via a servomechanism (5) to a rotation sensor (18), in which a movable tongue (17) is located, which is supported by an arm (16) on which a satellite (15) is rotatably mounted. Simultaneous tilting and rotation of the three-coordinate control element (14) is enabled by its connection to the housing (10) via a spring (13).

Description

Podstata řešení spočívá v tom, že kopírovací čidlo (2) snímací hlavy s výkyvným ovládacím prvkem je umístěné v pouzdru (10), k němuž je připevněn jednak ukazatel (11) natočení s kopírovacím hrotem (12) a jednak přes pružinu (13) třísouřadnicový ovládací prvek (14). Kopírovací čidlo (2) má na svém čepu otočně uložena kuželová planetová kola (8, 9) diferenciálového mechanismu, z nichž první kuželové planetové kolo (8) je spojeno s převodovým mechanismem ozubených kol (6, 7) napojeným na krokový motor (4). Krokový motor (4) je přes servomechanismus (5) spojen s čidlem (18) natočení, ve kterém je umístěn pohyblivý jazýček (17), který je nesen raménkem (16), na němž je otočně umístěn satelit (15). Současné vyklánění i natáčení třísouřadnicového ovládacího prvku (14) je umožněno jeho spojením s pouzdrem (10) prostřednictvím pružiny (13).The principle of the solution consists in that the copying sensor (2) of the scanning head with the swiveling control element is located in the housing (10), to which is attached the index indicator (11) with the copying tip (12) and the control element (14). The copy sensor (2) has rotaryly mounted bevel gears (8, 9) of the differential mechanism on its pin, of which the first bevel gears (8) are connected to the gear mechanism (6, 7) connected to the stepper motor (4) . The stepper motor (4) is connected via a servomechanism (5) to a rotation sensor (18) in which a movable tongue (17) is supported, which is supported by an arm (16) on which the satellite (15) is rotatably mounted. Simultaneous tilting and pivoting of the three-coordinate control element (14) is made possible by its connection with the housing (10) by means of a spring (13).

Vynález se týká třísouřadnicové snímací hlavy pře zařízení k automatickému zdobení skleněných předmětů reprodukcí podle předlohy, zahrnující nosnou desku s krokovým motorem, napojeným na servomechanismus, kopírovací čidlo s kopírovacím hrotem a ovládací prostředky a prostředky pro vyvozování pohybu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a three-coordinate scanning head for an apparatus for automatically decorating glass objects of reproduction according to the present invention, comprising a stepper motor support plate coupled to a servo mechanism, a copying sensor with a stylus.

V čs. autorském osvědčení č. 167 13.1 je popsán způsob zdobení skleněných předmětů rycím nástrojem, při kterém se pohyb kopírovacího čidla rozkládá na dvě kolmé složky, tedy dvě souřadnice v elektrickém snímacím systému předlohy a skládá se zpět v kopírovací pohyb pomocí reprodukční soustavy otáčením zdobeného předmětu v horizontální rovině a pohybem rycího nástroje ve vertikální rovině. Toto řešení vyhovuje pouze rycím kuličkovým nástrojům, pracujícím metodou klouzavého rytí, a využívá pro snímání linie předlohy pouze .dvě souřadnice.In MS. No. 167 13.1 describes a method of decorating glass objects with an engraving tool, in which the movement of the copying sensor decomposes into two perpendicular components, that is, two coordinates in the electrical scanning system of the original and plane and moving the engraving tool in the vertical plane. This solution only satisfies the sliding engraving ball tools and uses only two coordinates for scanning the line of the original.

Podle čs. AO č. 190 698, závislého na AO č. 167 131, je možno používat více nástrojů, včetně nástrojů pracujících technikou hloubkového rytí. Aby tyto nástroje ipři vytváření nepřímkových liní tzv. „nezametaly“, tj. nevytvářely linie dekóru nestejné šířky, natáčí se tyto nástroje tak, aby jejich osa otáčení byla vždy kolmá ke směru linie vytvářeného dekóru. Tím k dosavadním dvěma snímaným souřadnicím přistupuje třetí snímaná souřadnice, a to tečna k linii vytvářeného dekoru. Tím k dosavadním zdobení skleněných předmětů tvarovými nástroji reprodukcí podle předlohy včetně natáčení nástrojů do tečny je popsáno v čs. AO č. 211 229. Dekor, provedený na rycím zařízení podle čs. AO č. 211 229, se získá pomocí nástrojových rycích hlav podle čs. AO č. 197 377.According to MS. AO No. 190 698, depending on AO No. 167 131, a plurality of tools can be used, including tools operating by deep engraving. In order not to "sweep" these lines when creating non-straight lines, ie to not create lines of uneven width, these tools are rotated so that their axis of rotation is always perpendicular to the direction of the line to be created. Thus, the previous two sense coordinates are accessed by the third sense coordinate, tangent to the line of decor being created. Thus, to the existing decoration of glass objects with molded tools of reproduction according to the template, including the rotation of the tools to the tangent, is described in MS. AO No. 211 229. Decor, executed on the engraving equipment according to MS. AO No. 211 229, is obtained by means of the tool engraving heads according to U.S. Pat. AO No 197 377.

U výše uvedených vynálezů však není konkrétně technicky vyřešeno ani popsáno snímání natáčení rycího nástroje do tečny, tj. snímání třetí souřadnice.However, the above-described inventions do not specifically address or describe the tangential scanning of the engraving tool, i.e. the sensing of the third coordinate.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u třísouřadnicové snímací hlavy pcdle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kopírovací čidlo s výkyvným ovládacím prvkem umístěné v pouzdru, k němuž je připevněn ukazatel natočení s kopírovacím hrotem a přes pružinu třísouřadnicový ovládací prvek, má na svém čepu otočně uložena dvě kuželová planetová kola diferenciálového mechanismu.These disadvantages are eliminated or substantially reduced in the three-coordinate scanning head of the present invention, which has the fact that a copy sensor with a swiveling actuator housed in a housing, to which the rotating indicator with the stylus is attached and has a three-coordinate actuator over the spring two bevel planetary gears of the differential mechanism are rotatably mounted on their pin.

První kuželové planetové kolo je spojeno s převodovým mechanismem tvořeným dvěma ozubenými koly a napojeným na krokový motor, na jehož vstup je připojen výstup servomechanismu, jehož vstup je připojen na výstup čidla natočení. V čidle natočení je umístěn pohyblivý jazýček, který je nesen raménkem, na němž je otočně umístěn satelit, jehož prostřednictvím jsou spojena obě kuželová planetová kola.The first bevel planetary gear is coupled to a gear mechanism consisting of two gears and connected to a stepper motor, the input of which is connected to the output of the servo mechanism, the input of which is connected to the output of the rotation sensor. In the rotation sensor, there is a movable tongue which is carried by an arm on which a satellite is rotatably mounted, by means of which the two bevel planet gears are connected.

Snímací hlavou podle vynálezu je možno snímat složité předlohy, což umožňuje zhotovování bohatých dekorů na zdobených skleněných předmětech. Snímací hlava malých rozměrů a jednoduché konstrukce je snadno ovladatelná, a to pouze jediným ovládacím prvkem, a to třísouřadnicovým ovládacím prvkem. Při snímání linie předlohy nedochází k vzájemnému ovlivňování mezi jednotlivými snímanými souřadnicemi při vysoké citlivosti snímání. Vzhledem k malé hmotnosti snímací hlavy se snižují nároky na pohonné mechanismy navazujícího zařízení.The scanning head according to the invention can be used to scan complex patterns, which allows the production of rich decors on decorated glass objects. The small size sensor head and simple design are easy to operate with just one control, a three-coordinate control. When scanning a line of an original, there is no interaction between the individual scanning coordinates at high scanning sensitivity. Due to the low weight of the sensor head, the drive mechanism of the downstream device is reduced.

Příkladné konkrétní provedení třísouřadnicové snímací hlavy podle tohoto vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojeném výkresu, představujícím snímací hlavu v nárysném osovém řezu.An exemplary specific embodiment of the three-coordinate scanning head of the present invention is described below and is schematically shown in the accompanying drawing, representing the scanning head in a front axial section.

Na nosné desce 1 je upevněno kopírovací čidlo 2 snímací hlavy. Kopírovací čidlo 2 je opatřeno volně výkyvným ovládacím prvkem 3. Na noisné desce 1 je uložen krokový motor 4, připojený na výstup servomechanismu 5 třetí snímané souřadnice. Hřídel krokového motoru 4 nese první ozubené kolo 6, tvořící s druhým ozubeným kolem 7 převodový mechanismus.A sensor head 2 of the sensor head is mounted on the support plate 1. The copy sensor 2 is provided with a free-pivoting control element 3. On the bearing plate 1 is mounted a stepper motor 4, connected to the output of the servo mechanism 5 of the third sensed coordinate. The shaft of the stepper motor 4 carries a first gear 6 forming a gear mechanism with the second gear 7.

Druhé ozubené kolo 7 otočně uložené na čepu kopírovacího čidla 2 je pevně spojeno s prvním kuželovým planetovým kolem 8. Na čepu kopírovacího čidla 2 je otočně uloženo druhé kuželové planetové kolo 9, spojené s pouzdrem 10. K pouzdru 10 je uchycen ukazatel 11 natočení s kopírovacím hrotem 12. K pouzdru 10 je přes pružinu 13 připojen třísouřadnicový ovládací prvek 14 snímací hlavy, umožňující mimo otočného pohybu pouzdra 10 i výkyvný pohyb výkyvného ovládacího prvku 3.The second gear 7 rotatably mounted on the pin of the copy sensor 2 is rigidly connected to the first bevel planet gear 8. On the pin of the copy sensor 2 the second bevel planet gear 9 is rotatably mounted, connected to the housing 10. A three-coordinate sensor head control element 14 is connected to the housing 10 via a spring 13, allowing, in addition to the rotational movement of the housing 10, a pivoting movement of the pivoting control element 3.

Obě kuželová planetová kola 8, 9 tvoří spolu se satelitem 15 a raménkem 16 diferenciálový mechanismus. Satelit 15 je otočně uložen na raménku 16 a svými zuby zapadá do zubů obou kuželových planetových kol 8, 9. Raménko 16 je jedním koncem otočně připevněno na čepu kopírovacího čidla 2, Druhý konec raménka 16 je připevněn k jazýčku 17, jehož změny polohy vyhodnocuje čidlo 18 natočení. Výstup čidla 18 natočení je připojen na vstup servomechanismu 5.The two bevel planet gears 8, 9 together with the satellite 15 and the arm 16 form a differential mechanism. The satellite 15 is rotatably mounted on the arm 16 and with its teeth engages the teeth of the two bevel planet gears 8, 9. The arm 16 is pivotally attached to the pin of the copy sensor 2 with one end. The other end of the arm 16 is attached to the tongue 17 18 turns. The output of the rotation sensor 18 is connected to the input of the servo mechanism 5.

Třísouřadnicové snímací hlava pracuje následovně:The three-coordinate scanning head works as follows:

V klidovém stavu se jazýček 17 nachází ve střední klidové poloze čidla 18 natočení, jehož výstupní napětí je nulové, a natáčecí servomechanismus 5 s krokovým motorem 4 je v klidu. Je-li potřeba změnit úhel natočení ukazatele 11 natočení, odpovídajícího úhlu natočení neznázorněných rycích nástrojů, ručně se pootočí třísouřadnicový ovládací prvek 14 snímací hlavy ve směru požadované změny tohoto úhlu natočení. Toto natočení se přes pružinu 13 mechanicky přenese na pouzdro 10 a tím na druhé kuželové planetové kolo 9 diferenciálového mechanismu.In the rest state, the tongue 17 is in the middle rest position of the rotation sensor 18, whose output voltage is zero, and the pivoting servomechanism 5 with the stepper motor 4 is at rest. If it is necessary to change the rotation angle of the rotation indicator 11 corresponding to the rotation angle of the engraving tools (not shown), the three-coordinate sensor head control element 14 is rotated manually in the direction of the desired change of this rotation angle. This rotation is mechanically transmitted via the spring 13 to the housing 10 and thus to the second bevel planet gear 9 of the differential mechanism.

SWITH

Jelikož první kuželové planetové kolo 8 je dosud v klidu, dojde k pootočení satelitu 15 a tím k vychýlení raménka 16, což vede k vychýlení jazýčku 17 ze střední klidové polohy v čidle 18 natočení. Vzniklé chybové napětí z čidla 18 natočení se zpracuje v elektronických obvodech servomechanismu 5 a způsobí natočení krokového motoru 4. Krokový motor 4 uvede do otáčení převodový mechanismus ozubených kol 6, 7, tím dojde k pootočení prvního kuželového planetového kola 8 diferenciálového mechanismu.Since the first bevel planetary gear 8 is still stationary, the satellite 15 will rotate and thereby deflect the arm 16, resulting in a deflection of the tongue 17 from the middle rest position in the rotation sensor 18. The resulting error voltage from the rotation sensor 18 is processed in the electronic circuits of the servomechanism 5 and causes the stepper motor 4 to rotate. The stepper motor 4 drives the gear mechanism 6, 7 to rotate the first bevel planetary gear 8 of the differential mechanism.

Následkem toho dojde k pootočení satelitu 15 takovým směrem, že se raménko 18 a tím i jazýček 17 vychýlí směrem k výchozí klidové poloze. Tato výše uvedená popisovaná činnost mechanismů snímací hlavy probíhá tak dlouho, dokud je ručně natáčen třísouřadnicový ovládací prvek 14, cc-ž se provádí tak dlouho, dokud ukazatel 11 natočení nezaujme požadovanou polohu. Po dosažení této polohy se opět ustálí rovnovážný stav s jazýčkem 17 v klidové střední poloze čidla 18 natočení, čemuž odpovídá nulové chybové napětí čidla 18 natočení.As a result, the satellite 15 is rotated in such a direction that the arm 18 and hence the tongue 17 swivel toward the initial rest position. This above-described operation of the pick-up mechanisms proceeds as long as the three-coordinate actuator 14 is rotated manually until the rotation indicator 11 has reached the desired position. Once this position has been reached, the equilibrium state with the tongue 17 is again established in the rest central position of the rotation sensor 18, which corresponds to the zero error voltage of the rotation sensor 18.

Pro dosažení posuvu snímací hlavy, tj. pro dosažení snímání dvou základních sou řadnic, stačí pouze vychýlit třísouřadnicový prvek 14 tak, aby kopírovací hrot 12 sledoval při snímání linii předlohy. Tím je zajištěn relativní posun neznázorněných rycích nástrojů a dekorovaných předmětů. Signály pro tyto dvě základní souřadnice se zpracovávají tímtéž způsobem, jako u dosud známých zařízení.In order to move the scanning head, i.e. to achieve the scanning of the two basic coordinates, it is sufficient to just deflect the three-coordinate element 14 so that the copy tip 12 follows the scanning line of the original when scanning. This ensures a relative displacement of the engraving tools and the decorated items (not shown). The signals for the two basic coordinates are processed in the same way as the prior art devices.

Třísouřadnicový ovládací prvek 14 slouží nejen pro posun snímací hlavy libovolným směrem, ale i ipro ovládání jejího natočení, tj. k získání třetí snímané souřadnice. Současné vyklánění i natáčení třísouřadnicového ovládacího prvku 14 je umožněno jeho spojením s pouzdrem 10 prostřednictvím pružiny 13. Tím se dosáhne toho, že doplnění třetí snímané souřadnice, tj. natáčení, nemá na snímání dvou základních souřadnic nežádoucí vliv. Snímací hlavu podle vynálezu lze ovládat jediným třísouřadnicovým ovládacím prvkem 14, přičemž jsou snímány všechny tři souřadnice.The three-coordinate control element 14 serves not only to move the probe head in any direction, but also to control its rotation, i.e. to obtain a third sense coordinate. Simultaneous tilting and pivoting of the three-coordinate control element 14 is made possible by its connection with the housing 10 by means of a spring 13. Thus, the addition of the third sensed coordinate, i.e. the pivoting, has no adverse effect on the sensing of the two basic coordinates. The sensor head according to the invention can be operated by a single three-coordinate actuator 14, all three coordinates being sensed.

Claims

SUBJECT

A three-coordinate scanning head for a device for automatically decorating glass objects of reproduction according to the pattern, comprising a stepper motor support plate coupled to a servo mechanism, a copying sensor with a copying tip, control means and motion generating means, characterized in that the copying sensor (2) is pivotable the control element (3) located in the housing (10), to which both the index indicator (11) with the copying tip (12) and the three-coordinate control element (14) is attached via a spring (13), has two tapered pins planetary gears (8, 9) of a differential mechanism, of which the first bevel planet gear (8) is connected to a gear mechanism (6, 7) connected to a stepper motor (4), to which the output of the servo mechanism (5) is connected ), the input of which is connected to the output of the rotation sensor (18) in which the movable tongue (17 ), which is supported by an arm (16), to which a satellite (15) is rotatably mounted, by means of which the two bevel planet gears (8, 9) are connected.