Устройство для гравировки Советский патент 1987 года по МПК B41C1/02 

t13

Изобретение относится к гравировальным системам и может быть использовано при гравировании.

Цель изобретения - повышение точности гравирования.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства для гравировки; на фиг.2- изображение выгравированной последовательности ячеек; на фиг.З - локальное расположение ячеек при несовпадении фаз; на фиг.4 - диаграмма анализа сигналов с выходов датчиков; на фиг.5 примеры сигналов для случая совмещения по фазе в осевом направлении; на фиг.6 - последовательность ячеек с пропуском для совмещения по фазе и по периферии; на фиг. 7 - диаграмз а импульсов для анализа отдельных импульсов при совмещении по фазе; на фиг.8 - пример выполнения схемы дая 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.11 - импульсная диаграмма напряжения элементов схемы на фиг,10; на фиг.12 - схема выработки однофазового северного импульса.

Устройство для гравировки содержит (фиг.1) герметичную камеру 1, з 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 маркированкш меток на печатном цилиндре, вычислитель .13. Кроме того, на фиг.1 обозначено направление 14 полета вторичных электронов (SE), направление 15 полета отраженных электронов (RE), измерительное сопротивление Кд 16.

Устройство содержит тактовый генератор 17, блок 18 управления гравиро ванием, растровый диск 19, северный импульс 20 с выхода генератора 17 и положение места 21 маркировки. На фиг.З обозначена метка 22 старта северного импульса растрового диска 19. . После включения устройство работает следующим образом.

72

Фокусировкой и расфокусировкой изготавливают ячейки, при этом осуществляется управление фокусирующей катушкой 6. Получают импульса, с помощью которого гравировальное устройство перемещается в осевом направлении и по периферии. Для получения этого ш тульса 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. Сенсорньй сигнал с диафрагмы 7 поступает на узел 8 вьщеления 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 однофазо- вая 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 II так же, как и блок 10 перемещения печатного ци.пиндра, соединен с вычислителем 13 и создает на своем выходе импульсы, необходимые для фазового совмещения. Измерительное сопротивле-

ние 16 выполнено в виде преобразователя ток-напряжение (фиг.8), I

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

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

При последующей гравировке, напри- мер при изготовлении каталогов универмагов, в которых цены указываются в самый последний момент, после монтажа цилиндра в гравировальном устройстве северный импульс 20 растрово-Ю го диска 19 и метка 22 старта могут быть несколько сдвинуты. Для смещения фаз электронный луч работает в режиме измерительного зонда, т.е. его интенравлении определяются результаты счета, при котором измеряемая величина на выходе сопротивления 16 преобразователя 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

сивность по сравнению с режимом обра-15 с пропуском перед северным импульсом

ботки материала значительно уменьшается. Его диаметр по сравнению с диаметром ячеек настолько уменьшается, как этого требует точность установки при совмещении фаз (разрешающая20 растрового диска 19 до возрастающего способность ячейки при изготовлении фронта первой появляющейся после про20. При совмещении фаз отсчитывается определенное число тактов, получаемых от датчика тактовых импульсов, во-первых, от северного импульса 20

электронным лучом).- Для этого светот вое пятно устанавливается на диаметр 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. Симметрия этого сигнала прежде всего обусловливается тем, что сами ячейки также симметричны, кроме того, диафрагма 7 симметрично располагается вокруг электронного луча зонда 5. Отсюда следует, что электронно-лучевой зонд 5 на стенках ячейки при входе ячейки в зону луча и при выходе из нее выдает одинаковые сигналы.

40

пуска ячейки, во-вторых, от северного импульса 20 растрового диска 19 до спадающего фронта измерительного 25 сигнала, что показано на фиг.7. Пред положим, что число импульсов до наа число

растающего фронта равно Z

импульсов до спадающего фронта равно

Z, причем Z больше Z. Однофазный

30 северный импульс 20 (фиг.7) получают так, что от северного импульса 20 растрового диска 19 отсчитывают определенное количество тактов и затем получают электронным путем однофаз35 ный 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 включенС помощью компаратора этот сигнал обрабатывается и на выходе получают прямоугольный сигнал (фиг.4), используемый затем для процесса совмещения фаз по окружности. На фиг.За представлены результаты считывания инфор- 5 ные интегральные схемы 1C, и 1С. мации при каждой ячейке, а на фиг.56- Измерительное сопротивление 16 К„

кривые сигналов для трех результатов считывания, когда необходимо определить нулевое положение цилиндра. Для трех результатов на фиг.56 представлены кривые сигналов А, Б и В, полученных после обработки узлом 8 вьще- ления 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

растрового диска 19 до возрастающего фронта первой появляющейся после про20. При совмещении фаз отсчитывается определенное число тактов, получаемых от датчика тактовых импульсов, во-первых, от северного импульса 20

пуска 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 на

а число

растающего фронта равно Z

импульсов до спадающего фронта равно

Z, причем Z больше Z. 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 1C, и 1С. Измерительное сопротивление 16 К„

включено в цепь обратной связи между входом и выходом последовательно включенных цепочек 1C и IC,j, . 1C, и 0 1C2 работает обычным образом в качестве преобразователя ток/напряжение с очень маленьким входным сопротивлением. Это позволяет получить значительно меньшую постоянную вре- 55 мени по сравнению с измерительной схемой, изображенной на фиг.1.

Выход схемы IC/j соединен с детектором I2 и узлом 8 выделения макси513

мального значения и на нем выходное напряжение U,, как это показано на фир . I I.

На фиг.9 представлена схема узла 8 выделения максимального значения. Напряжение U( усиливается на первом усилителе 1С и выпрямляется. Для этого в цепь обратной связи 1С включены диоды D, и D, причем диод D включен последовательно с сопротивлением обратной связи R, а диод D через последовательно включенные сопротивление обратной связи R кэ диод D, включен в обратном запирающем направлении. Выпрямленное напряжение подается на вход интегрирующей и блокирующей схемы, состоящей из имеющихся интегральных схем IC и ICj.. С интегратора сигнал подается на аналого- цифровой преобразователь ICg, который также может быть выполнен в виде интегральной схемы.

Интегральная схема 1C 4 имеет управляемые выходы SL, и SL2, 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 1С, выполненного точно так же, как и выпрямитель IC. Выпрямленный выходной сигнал U этой ступени сравнивается в компараторе ICg с опорным напряжением для получения цифрового выходного сигнала U. Сигналы и,, и, Upef и U, представлены на фиг.11.

Для детектирования первой ячейки после пропуска в цепочке опорных сигналов (фиг.2, фиг.6) цифровой выходной сигнал Ug подается на линию задержки 1C„ , выходной сигнал которой на фиг.1I обозначен U. Кроме того, сигнал и подается на триггер 1C,, выходной сигнал U (фиг.II) которого соответствует пропуску. Сигнал U подается на следующий триггер 10 постоянная времени которого соответствует такту ячейки. Этот выходной сигнал Ug (фиг.11) вместе с выходным сигналом и с линии задержки подается на схему совпадения Т,, на выходе которой появляется сигнал U, соответствующий первой ячейке после про-

3376

пуска в цепочке опорных сигналов (фиг.7с, соответственно напряжение и на фиг.11). Сигнал U подается через линию выравнивания времени задержки Т на триггер IC,,, и через инвертор Т на другой триггер IC, , Оба триггера 1C ( и IC,, создают два заостренных импульса, соответствующих фронтам Z, и Z,j (фиг.1) и представленных на фиг. 11 как Ug, и U,, .

На фиг.12 представлена схема, с помощью которой получают контрольный северный импульс, смещенный относительно северного импульса 20 растро- вого диска 19 (фиг. 2, 3). Для обеспечения этого сначала получают состояния счетчика Z, и Z, которые соответствуют определенному числу тактов. Для этого предусмотрен загружае мый счетчик IC,g. с 24 байтами, содержащий три регистра , 1C ,g , IC, с 8 байтами, а также три 8-байтовых кода. Через байтовый бинарный дешифратор с помощью вычислителя 13 посредством каналов управления С, и С могут последовательно выбираться регистры 1C,5 , IC,g, 1C,7 , загружаться через выход данных и выбирать регистры 1C ,9 - 1C 2,

0

Определение состояния счетчика Z, и Z производится с помощью счетчика 1C ,д и обеих групп регистров IC, ,

IC,g , IC, и 1C

19 10 11

Состояние счетчика Z получают в этом

случае, когда управляющий канал С, соединенньш с вычислителем I3 и логиескими схемами T-j., Tg и Т, , перелючают на 1.

Два других управляющих канала С 4 и Cj, соединенных с вычислителем 13 логическими схемами 14 и Т, опрееляют, какой из индексов 1 или 2 будет выбран логическими схемами Т и 1-5 .

При каждом северном импульсе 20 регистры 1C,5, 1С,6 ICi7 через схему совпадения Т устанавливаются на нуль и через определенный промежуток времени, задаваемый с помощью линии

задержки Tg, содержимое регистров 1C ,5 , IC,g , IC|7 поступает на счетчик 1C ,е , т.е. 1C le при каждом северном импульсе 20 сбрасывается на нуль.

с помощью логической схемы Tg

счетчик 1C 18 переключается на прямой счет. При появлении 1 содержимое счетчика 1С, передается в регистры

7 .1

IC,j , 1C20 , ICji и через время задержки, устанавливаемое с помощью триггера 1С , поступает в вычислитель 13. Соответственно с помощью индекса 2 определяется состояние счетчика Z.

После того, как значения состояний счетчиков Z, и Z2 поступят в вычислитель 13, определяется среднее значение Z. Затем управля1ощий канал С через блок 13 переключается в другой режим. Это означает, что регистры 1C ,5 , IC,g, не перекидываются на нуль при каждом северном импульсе 20, а сохраняют записанное значение и при каждом северном импульсе 20 это значение передается на счетчик 1C,д . Кроме того, счетчик IC,g через инвертор Tg переключается на обратный счет и выходной сигнал (переполнение) счетчика пропускается через логическую схему Т . Одновременно среднее значение Z также от вычислителя 13 передается на регистры 10,5 При каждом последующем северном импульсе 20 содержимое регистров Ю, , IC, , 10, передается на счетчик IC|g и при каждом новом такте производится извлечение квадратного корня. При состоянии счетчика Нуль для каждой длительности тактовых импульсов выдается сигнал Переполнение. Этот процесс повторяется при каждом повороте барабана цилиндра 2.

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 известном методу ручного управления. Система управления двигателем блока 10 получает от центральной вычислительной машины команду передать код команды и параметры, например Переместить шаговьй двигатель в положение готовности , причем переместить шаговый двигатель - это команда, а в заданное положение - это соответствующий параметр. После выполнения команды с шагового двигателя блока 10 передается сообщение о его положении, на378

пример Заданное положение достигнуто, на центральную вычислительную машину.

Использование изобретения повьша- ет точность гравирования.

Формула изобретения

Устройство для гравировки, содержащее блок перемещения печатного цилиндра, тактовьш генератор, блок управления, электронно-оптический блок -считывания и привод печатного цилинд-,

ра, выход которого соединен с входом блока перемещения печатного цилиндра , отличаю щеесяс

Тем, что, с целью повьш1ения точности

гравирования, оно имеет детектор маркирования меток на печатном цилиндре, узел вьщеления 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 вьщеления 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.

Цепочна /fveen

Ростробьш даем

Л .

Pacmpoffb/Lf ffi/cff

J

Фиг. Z

9 Ф

Ф

I I

/ Ф ZO

CeHCOpHbiu сигнал

I nopozo6oe значение

Сигнал на номпараторе

Фиг.Ц

5

20

TT

ч

|JC,7

r;Z JC:

22

ЧИН)

Метка I Тг/

A

mtwaZ

.-

Гб H

i

7-72

7Eh-i

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 ./

Составитель С.Алексанов Редактор С.Патрушева Техред И.Попович Корректор М.Шароши

Т-Г-Д- - д. .-г, Ш- IL - -.J- -,. - - -. -.

Заказ 1983/58 Тираж 349Подписное

ВНИИПЙ 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

0we.72