Устройство для гравировки

СОЮЗ СОВЕТСНСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИН ЯО,51)4 В 1 2 ПИСАНИ ЗОБРЕТЕ АТЕНТУ Гмб оГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАВИРОВКИ(57) Изобретение относится к гр сить точность гравирования. Устройство содержит герметичную камеру 1, вкоторой находится печатный цилиндр2, вращающийся в направлении стрелки3, источник электронного излучения сэлектронно-лучевым зондом 5, направленным к цилиндру 2, фокусирующуюкатушку 6, кольцеобразную диафрагму4, узел 8 выделения максимальногозначения, АЦП 9, блок 10 перемещенияпечатного цилиндра, преобразователь11 электрических сигналов, детектор12 маркировки меток на печатном цилиндре, вычислитель 13, тактовый генератор 17, блок 18 управления гравированием и растровый диск 19. 12 ил.Устройство для гравировки содержит (фиг.) герметичную камеру 1, вкоторой находится печатный цилиндр 2,вращающийся в направлении стрелки 3,источник 4 электронного излучения сэлектронно-лучевым зондом 5, направленным к цилиндру 2. Устройство включает в себя фокусирующую катушку 6кольцеобразную диафрагму 7, узел 8выделения максимального значенияаналого-цифровой преобразователь 9,блок 10 перемещения печатного цилиндра, преобразователь 11 электрическихсигналов, детектор 12 маркированияметок на печатном цилиндре, вычислитель .13. Кроме того, на Фиг.1 обозначено направление 4 полета вторичныхэлектронов (ЯЕ), направление 15 полета отраженных электронов (КЕ), измерительное сопротивление Кц 16.Устройство содержит тактовый генератор 17, блок 18 управления гравированием, растровый диск 19, северныйимпульс 20 с выхода генератора 17 иположение места 21 маркировки. Нафиг,З обозначена метка 22 старта северного импульса растрового диска 19.После включения устройство работа"ет следующим образом,Изобретение относится к гравировальным системам и может быть исполь зовано при гравировании.Цель изобретения - повышение точности гравирования.На фиг. представлена блок-схема устройства для гравировки," на Фиг.2 - иэображение 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.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,11 - импульсная диаграмма напряжения элементов схемы на фиг,10; на фиг.12 - схема выработки однофазового северного импульса. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 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 ЯЕ (поз.14) и отраженные электроны КЕ (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 1 О. 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 северным13133 3импульсом 20 отсутствуют несколько ячеек, Благодаря этому отмечается место старта в направлении перемеще- . ния 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 растрового 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 ботки материала значительно уменьшается. Его диаметр по сравнению с диаметром ячеек настолько уменьшается, как этого требует точность установки при совмещении фаз (разрешающая 20 способность ячейки при изготовлении электронным лучом). Для этого свето-, вое пятно устанавливается на диаметр4 2 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. ЗО 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.5 а представлены результаты считывания информации при каждой ячейке, а на фиг.5 б - кривые сигналов для трех результатов считывания, когда необходимо определить нулевое положение цилиндра. Для трех результатов на фиг,5 б представлены кривые сигналов А, Б и В, полученных после обработки узлом 8 выделения максимального значения (фиг1). Максимальный сигнал соответствует второму результату считывания, т.е. он располагается в центральной части ячейки, что подтверждается кривой Б, При фазовом совмещении в осевом нап 37равлении определяются результаты счета, при котором измеряемая величинана выходе сопротивления 16 преобразо- .вателя ток/напряжение имеет максимальное значение.Размещение гравировки при дополнительном гравировании осуществляетсятолько относительно этого результатасчета.Как показано на фиг.4, диафрагма7 позволяет получить сигнал, возрастающий и спадающий фронты которогосоответствуют краям гравируемых ячеек. На фиг.6 показана цепочка ячеекс пропуском перед северным импульсом20. При совмещении фаз отсчитываетсяопределенное число тактов, получаемых от датчика тактовых импульсов,во-первых, от северного импульса 20растрового диска 19 до возрастающегофронта первой появляющейся после пропуска ячейки, во-вторых, от северного импульса 20 растрового диска 19до спадающего фронта измерительногосигнала, что показано на фиг.7. Предположим, что число импульсов до нарастающего фронта равно 2 а числоимпульсов до спадающего фронта равно2 , причем 2 больше 21. Однофазныйсеверный импульс 20 (фиг.7) получаюттак, что от северного импульса 20растрового диска 19 отсчитывают определенное количество тактов и затемполучают 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 сопротивлением16, Измеряемый ток диафрагмы 7 подается на две последовательно включенные интегральные схемы 1 С, и 1 С.Измерительное сопротивление 16 К,включено в цепь обратной связи междувходом и выходом последовательновключенных цепочек 1 С и 1 С , 1 С, и1 С 21 работает обычным образом в качестве преобразователя ток/напряжение с очень маленьким входным сопротивлением. Это позволяет получитьзначительно меньшую постоянную времени по сравнению с измерительнойсхемой, изображенной на фиг,1,Выход схемы 1 С соединен с детектором 12 и узлом 8 выделения макси ззззмального значения и на нем получаютвыходное напряжение Б, как это показано на фиг; 11,На фиг.9 представлена схема узла8 выделения максимального значения.Напряжение Б усиливается на первомусилителе 1 С и выпрямляется. Дляэтого в цепь обратной связи 1 С включены диоды О, и П , причем диод Р,включен последова 1 ельно с сопротивлением обратной связи К, а диод Рчерез последовательно включенные сопротивление обратной связи К э и диодР, включен в обратном запирающем направлении, Выпрямленное напряжениеподается на вход интегрирующей и блокирующей схемы, состоящей из имеющихся интегральных схем 1 Сд и 1 С. С интегратора сигнал подается на аналогоцифровой преобразователь 1 Сь, которыйтакже может быть выполнен в виде интегральной схемы.Интегральная схема 1 Симеет управляемые выходы 81., и 81. , с помощьюкоторых могут быть выбраны различныефункции интегрирования, запоминанияи установки нуля. Эти каналы соединены с управляющим устройством шагового двигателя блока 10. На фиг.10изображен детектор 12 индекса, Выходной сигнал сопротивления 1 б преобразователя ток/напряжение используетсяв качестве входного сигнала Б выпрямителя 1 С, выполненного точно также, как и выпрямитель 1 С 8. Выпрямленный выходной сигнал 11 этой ступенисравнивается в компараторе 1 С 8 сопорным напряжением Удля получения цифрового выходного сигнала Бз.Сигналы Б Бг, Би У представле -ны на фиг.11,Для детектирования первой ячейкипосле пропуска в цепочке опорных сигналов (фиг.2, фиг.б) цифровой выходной сигнал У подается на линию заЭдержки 1 С ц, выходной сигнал которойна фиг.1 обозначен Б. Кроме того,сигнал Б подается на триггер 1 С,выходной сигнал 0 . (фиг.11) которого соответствует пропуску, Сигнал Уподается на следующий триггер 1 О постоянная времени которого соответствует такту ячейки. Этот выходной сигнал 06 (фиг,11) вместе с выходнымсигналом Б с линии задержки подает 4ся на схему совпадения Т на выходекоторой появляется сигнал Б , соответствующий первой ячейке после пропуска в цепочке опорных сигналов (Фиг.с, соответственно напряжениена фиг.11), Сигнал 11 подаетсячерез линию выравнивания времени задержки Тг на триггер 1 С, и черезинвертор Тэ на другой триггер 1 С,э .Оба триггера 1 С, и 1 С, создают двазаостренных импульса, соответствующих фронтам 2, и Е (фиг.1) и пред- Оставленных на фиг.11 как Б и БНа фиг.12 представлена схема, спомощью которой получают контрольныйсеверный импульс, смещенный относительно северного импульса 20 растрового диска 19 (фиг.2, 3), Для обеспечения этого сначала получают состояния счетчика Е, и Е , которые соответствуют определенному числу тактов.Для этого предусмотрен загружаемый счетчик 1 С с 24 байтами, содержащий три регистра 1 С 1 С,б, 1 Сцс 8 байтами а также три 8-байтовыхкода. Через байтовый бинарный дешифратор с помощью вычислителя 13 посредством каналов управления С, и С,могут последовательно выбираться регистры 1 С,Т, 1 С(6, 1 сп , загружатьсячерез выход данных и выбирать регистРы 1 С, - 1 Сг 1Определение состояния счетчика Е,и Ег производится с помощью счетчика1 С,8 и обеих групп регистров 1 С,тояние счетчика 2 получают в этом 35 случае, когда управляющий канал Сз,соединенный с вычислителем 3 и логическими схемами тт Т 8 и Т,г, переключают на "1".Два других управляющих канала Си С 8, соединенных с вычислителем 13и логическими схемами Т и Т 8, определяют, какой из индексов 1 или 2будет выбран логическими схемами Ти ТПри каждом северном импульсе 20регистры 1 С,ь, 1 С, 1 С, через схему совпадения Т устанавливаются нануль и через определенный промежутоквремени, задаваемый с помощью линиизадержки Т, содержимое регистров1 С, , 1 С, , 1 Ся поступает на счетчик 1 С 18, т.е. 1 С 8 при каждом северном импульсе 20 сбрасывается нануль.С помощью логической схемы Твсчетчик 1 Спереключается на прямойсчет. При появлении "1" содержимоесчетчика 1 С 18 передается в регистры13133378пример Заданное положение достигнуто", на центральную вычислительнуюмашину. 1 С, 1 С, 1 С, и через время задержки, устанавливаемое с помощью триггера 1 Споступает в вычислитель 13. Соответственно с помощью индекса 2 определяется состояние 5 счетчика ЕПосле того, как значения состояний счетчиков Е и Ег поступят в вычислитель 13, определяется среднее значение 2, Затем управляющий канал С через блок 13 переключается в другой режим. Это означает, что регистры 1 С , 1 С,6, 1 С 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 1 С, . Кроме того, счетчик1 Сз через инвертор Т 8 переключается на обратный счет и выходной сигнал (переполнение) счетчика 1 С 8 пропускается через логическую схему Т Одновременно среднее значение Е также от вычислителя 13 передается на Регистры 1 С, 1 С 1 С,7, При каж 25 дом последующем северном импульсе 20содержимое регистров 1 С 1 С,ь, 1 С, передается на счетчик 1 С 8 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. 35Вычислитель 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 ное положение" - это соответствующий параметр. После выполнения команды с шагового двигателя блока 10 передается сообщение о его положении, наИспользование изобретения повышает точность гравирования. Формула изобретения 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 с тем, что, с целью повышения точности гравирования, оно имеет детектор маркирования меток на печатном цилиндре, узел выделения максимального значения, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь электрическх 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 электричес" ких сигналов.щ оЮый диск еЪфе фф Фиг 1 поротбое ноЧАР313337юУф 1 В эФ СЪ Оф с.ОЙ1313337 Ме Шароши Коррект Заказ 1983/58 ВНИИПИ по 11303Тираж 349 ПодписноГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,д. 4/ зводственно-полиграфическое предприятие,ород, ул. Проектная,Составитель С.Алексанедактор С.Патрушева Техред И.Попович