DE19823792A1

DE19823792A1 - Graviersystem und Gravierverfahren mit willkürlicher Werkzeugwegsteuerung

Info

Publication number: DE19823792A1
Application number: DE1998123792
Authority: DE
Inventors: Tony D Beckett; Neal Clements; John W Fraser; Mark B Burns; Louis Jacques Duchesneau; Kenneth W Jackson
Original assignee: Ohio Electronic Engravers Inc
Current assignee: Daetwyler Global Tec Holding AG
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 1998-12-10
Also published as: WO1998053993A1; JP3476795B2; JPH11105232A; JP2002079644A

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen

Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/434.592, die am 4. Mai 1995 eingereicht wurde.

Hintergrund der Erfindung 1. Bereich der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Gravur-Gravierung und insbesondere ein Gravier system und ein Gravierverfahren zur Schaffung eines verbesserten Gravurbildes durch Verwendung digitaler Werkzeugwegplanung, digitaler Feineinstellung und automatischer Rückmelde-Steuerung.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Der Vorgang des herkömmlichen elektromechanischen Gravierens besteht im Aus schneiden kleiner Bereiche oder Zellen aus Kupfer aus der Oberfläche eines Kupferzylinders. Beim herkömmlichen Vorgang werden die Zellen durch Überla gerung eines Abtastsignals und eines Bildsignals gebildet. Das Abtastsignal ist eine WS-Sinuswelle, und das Bildsignal wird diesem hinzugefügt, damit sich ein Schneidewerkzeug oder eine Gravierspitze bewegt oder schwingt, um die Zellen einzugravieren.

In der Vergangenheit wurden die meisten Anstrengungen zur Verbesserung der Qualität eines eingravierten Bildes darauf gerichtet, das Bildsignal zu verändern. Darüber hinaus wurden auch die Kantenverbesserung, die selektive Linearisierung, die raschere Feineinstellung des Gravierkopfes und die Impulsmodulation verwen det, um das Bildsignal entsprechend zu verändern, damit die Gravierqualität verbessert werden kann. Eines oder mehrere dieser Konzepte von Graviersystemen des Standes der Technik, welche in den US-Patenten Nr. 5.438.422, 5.424.845, 5.621.533, 5.329.215, 5.416.597, 5.424.846, 5.402.246, 5.454.306, 5.475.914, 5.555.473, 5.440.398, 5.493.939, 4.357.633, 4.438.460, 4.450.486, 4.451.856, 4.500.929, 5.492.057, 5.029.011, 5.519.502, 5.583.647, 5.491.559, 5.422.958, 5.293.426 und 5.617.217 angeführt werden, offenbaren Vorrichtungen und Verfah ren der allgemeinen Art, welche in der Vergangenheit bei Verfahren des Standes der Technik verwendet wurden.

Somit sollte offensichtlich sein, daß Versuche gemacht wurden, die Gravierqualität zu verbessern, wobei das Hauptaugenmerk zum Beispiel auf die Veränderung des Bildsignals gelegt wurde.

Auf ähnliche Weise zeigen das US-Patent Nr. 4.245.260 und 5.519.502 Techniken zur Linearisierung und Verschiebung gravierter Bereiche, um eine höhere Gravier qualität zu erreichen. Zum Beispiel offenbart das US-Patent 5.245.260 Techniken zur Veränderung eines Abtastsignals, um die Anordnung der Zelle zu steuern.

Was daher benötigt wird, ist ein System und ein Verfahren, welches das Bildsignal und die Abtastfunktion als Referenzwellenform synthetisiert, die den gewünschten Werkzeugweg des Gravierstichels darstellt, wodurch die Notwendigkeit zur Veränderung des Bild- und des Abtastsignals verringert oder gänzlich beseitigt wird.

Ein weiteres Problem bei den Ansätzen in der Vergangenheit liegt darin, daß die Abtastung und die Anordnung der Zellen direkt von der Wechselstrom (WS)- Sinuswelle abhängig waren, wodurch die Flexibilität der Gravierqualität beseitigt wurde, weil frühere Abtastwellen aus konstanten WS-Sinuswellen bestanden, die im Hinblick das zu gravierende Abbild schwer zu verändern waren. Was daher ebenfalls benötigt wird, ist ein einfaches, doch wirkungsvolles Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung von Daten, die mit einem zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen, in ein Signal, das als willkürlicher Werkzeugweg syn thetisiert werden kann, der direkt von den Bilddaten abgeleitet wird.

Darüber hinaus wies die mechanische Struktur eines Gravierkopfes in der Vergan genheit derartige Resonanzeigenschaften auf, daß der Gravierkopf bei etwa 2 kHz und 5,5 kHz eine erhöhte Ausgabe erzeugte. Um diese unerwünschten Resonanzen zu beseitigen, wurden Kerbfilter hinzugefügt, so daß die Frequenzreaktion des Gravierkopfes leichter vorhersagbar war. Aufgrund der Natur der Filteralgorithmen für die Kerbfilter wurde eine im allgemeinen gleichmäßige, aber abnehmende Reaktion erzielt. Die zuvor erwähnten US-Patente 4.357.633, 4.438.460, 4.450.486 und 4.500.929 offenbaren Graviervorrichtungen und Gravierverfahren der all gemeinen Art, welche Filterprozesse des Standes der Technik verwenden.

Leider erzeugten die herkömmlichen Filtertechniken im allgemeinen eine Gravier kopffrequenzreaktion, die bei höheren Frequenzen, wie zum Beispiel bei Frequen zen über 5,5 kHz, keine ausreichende Amplitude übertrug. Darüber hinaus erlaub ten die Techniken des Standes der Technik einem Anwender nicht, auf interaktive und komfortable Weise die Eigenschaften, wie zum Beispiel die Filterkoeffizien ten, der Filter zu ändern, um den Gravierkopf nach Wunsch zu manipulieren oder fein einzustellen. In der Vergangenheit hatten Fehler in den elektronischen Kom ponenten Auswirkungen auf die Filtereigenschaften, und die Filtereigenschaften konnten nicht mit der erforderlichen Präzision von einer Leiterbahn auf eine andere übertragen werden.

Was daher benötigt wird, ist ein System und ein Verfahren, welches den Gravier kopf digital so charakterisiert, daß die Eigenschaften des Feinabstimmungsfilters getrennt von der Feinabstimmungsschaltung gespeichert werden können. Die digitalen Filtereigenschaften können dann archiviert und im Falle eines Schal tungsfehlers mit ausreichender Präzision in den Speicher einer Austauschschaltung geladen werden, um die erwünschten Gravierkopfreaktionseigenschaften zu erzielen.

In der Vergangenheit wurde das Korrigieren von Fehlern oder das Kalibrieren des Gravierkopfes mit Hilfe unterschiedlicher Techniken auf verschiedene Weise durchgeführt, wie zum Beispiel mit Hilfe der in den US-Patenten 5.029.011, 5.293.426, 5.416.597, 5.422.958, 5.438.422 oder 5.440.398 gezeigten Techniken. Bei manchen Kalibriervorgängen der Vergangenheit wurden verschiedene Eigen schaften einer einzelnen Zelle in einem Testschnitt gemessen und mit einer ge wünschten Eigenschaft verglichen. Überstieg der Unterschied zwischen der ge wünschten Eigenschaft und der tatsächlichen Eigenschaft einen vorherbestimmten Toleranzwert, wurde der Gravierkopf entsprechend nachgestellt. Typischerweise werden bei den Prozessen des Standes der Technik optische Geräte, Strobengeräte und Fokussiergeräte verwendet, um solche Messungen und eine entsprechende Korrektur durchzuführen. Es wird daher ein Werkzeuggeschwindigkeits- und -positionsgebersystem und ein Rückkoppelungssystem und ein Verfahren benötigt, welches einfach in seiner Konstruktion, relativ kostengünstig und leicht zu im plementieren ist.

Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren und einem System zur wirkungsvollen Manipulation der Anordnung eines gravierten Bereiches direkt von den Bilddaten, ohne das Abtastsignal verwenden oder manipulieren zu müssen.

In der Vergangenheit waren die Kopfreaktionseigenschaften nach dem langwieri gen Feineinstellungsprozeß das Ergebnis der subjektiven Beurteilung der Feinein stellqualität des Feineinstellbedieners. Dies führte zu Schwankungen zwischen den einzelnen Köpfen und erschwerte die Übereinstimmung der Gravierbildqualität zwischen verschiedenen Graviermaschinen und ebenso zwischen Köpfen bei Veröffentlichungsgraviermaschinen mit mehreren Köpfen.

Es wird daher ein Verfahren und ein System zur Automatisierung des Feinein stellungsprozesses benötigt, wodurch die Schwankungen bei den Gravierkopfreaktionseigenschaften beseitigt werden können. Ein derartiges System verbessert die Wiederholbarkeit der Feineinstellung und verkürzt die zur Feinein stellung eines Gravierkopfes benötigte Zeit.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Synthetisierung der Bilddaten, die mit einem zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen, in einen gewünschten Werkzeugweg für ein Schneide werkzeug zu schaffen, wodurch eine größere Flexibilität und eine verbesserte Graviermöglichkeit und ähnliches mehr ermöglicht wird.

In einer Ausführungsform umfaßt diese Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Weges eines Werkzeugs in einer Graviermaschine, welches die Schritte der Erzeugung von Bilddaten, die dem zu gravierenden Bild entsprechen, des Erzeu gens von Kontrollpunkten als Reaktion auf die Bilddaten, des Verarbeitens der Kontrollpunkte zur Bestimmung eines Werkzeugweges und des Antriebs des Werkzeugs zur Gravierung eines Werkstückes als Reaktion auf den Werkzeugweg umfaßt.

In einer anderen Ausführungsform umfaßt diese Erfindung ein Verfahren zum Eingravieren eines Musters gravierter Bereiche auf einem Werkstück, umfassend die Schritte des Erzeugens von Bilddaten entsprechend einem zu gravierenden Bild, des Ableitens eines Werkzeugweges direkt von den Bilddaten, des Verwen dens der Werkzeugweges zur Bestimmung eines Graviersignals, und des Erregens eines Gravierkopfes zum Gravieren des Werkstückes unter Verwendung des Graviersignals.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung eine Werkzeugweg steuerung zur Steuerung eines Weges eines Werkzeugs auf einem Gravierkopf einer Graviermaschine, umfassend einen Bilddatenprozessor zur Erzeugung von Kontrollpunkten als Reaktion auf die Bilddaten, wobei der Bilddatenprozessor weiter einen Werkzeugweggenerator zur Verarbeitung der Kontrollpunkte umfaßt, um einen Werkzeugweg festzulegen, und einen Signalgenerator, der mit dem Bilddatenprozessor und dem Gravierkopf gekoppelt ist, um den Werkzeugweg zu empfangen und um den Gravierkopf zu erregen, um das Werkzeug anzutreiben, um ein Werkstück als Reaktion auf den Werkzeugweg zu gravieren.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung eine Graviermaschine zum Gravieren eines Werkstückes, umfassend ein Gravierbett, einen Gravierkopf, der sich am Gravierbett befindet, um zumindest einen gravierten Bereich am Werkstück zu gravieren, wobei der Gravierkopf ein Werkzeug umfaßt, einen Prozessor, der mit dem Gravierkopf gekoppelt ist, um Bilddaten zu empfangen und auch um ein Graviersignal zum Gravieren mindestens eines gravierten Bereiches zu erzeugen, und einen digitalen Werkzeugwegplaner, der mit dem Prozessor in Verbindung steht, um einen Werkzeugweg als Reaktion auf die Bilddaten zu erzeugen, wobei der Prozessor den Werkzeugweg verwendet, um das Graviersignal zu erzeugen.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Graviersignals zur Steuerung eines Gravierkopfes, so daß ein Werkzeug am Gravierkopf einem gewünschten Werkzeugweg folgt, wobei das Verfahren die Schritte des Erzeugens eines Graviersignals und des Verarbeitens des Graviersignals umfaßt, um eine Gravierkopffrequenzreaktion zu schaffen, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung einen Gravierkopffein einsteller zum Feineinstellen eines Gravierkopfes, so daß ein Werkzeug am Gra vierkopf einem gewünschten Werkzeugweg folgt, wobei der Gravierkopffeinein steller einen Prozessor zum Empfangen eines Graviersignals und auch zum Ver arbeiten des Graviersignals umfaßt, um eine Gravierkopffrequenzreaktion zu schaffen, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung eine Graviermaschine zum Gravieren mindestens eines gravierten Bereiches, wobei die Graviermaschine ein Gravierbett umfaßt, einen Gravierkopf, der mit dem Gravierbett in Verbindung steht, wobei der Gravierkopf ein Werkzeug und einen Gravierkopffeineinsteller umfaßt, der mit dem Gravierkopf gekoppelt ist, um ein Graviersignal zu ver arbeiten, um eine Gravierkopffrequenzreaktion zu schaffen, welche eine im we sentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz.

In einer anderen Ausführungsform umfaßt diese Erfindung ein Verfahren zum Feineinstellen eines Gravierkopfes, umfassend die Schritte der Verwendung mindestens eines Filters zum Filtern eines Graviersignals, um unerwünschte Resonanzen zu beseitigen, des Erstellens eines Filterkoeffizienten für mindestens einen Filter, des Ankoppelns einer Benutzerschnittstelle an mindestens einen Filter, des Bestimmens, ob zumindest ein Parameter für mindestens einen Filter geändert werden muß, wobei die Benutzerschnittstelle dazu verwendet wird, um auf programmierbare Weise mindestens einen Parameter einzustellen, wenn mindestens ein Parameter geändert werden muß.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung eine Graviermaschine, umfassend ein Gravierbett, einen Gravierkopf, der mit dem Gravierbett im Zusammenhang steht, wobei der Gravierkopf ein Schneidewerkzeug und minde stens einen Filter, der mit dem Gravierkopf im Zusammenhang steht, umfaßt, wobei mindestens ein Filter mindestens einen Parameter und mindestens einen Filterkoeffizienten umfaßt, und eine Benutzerschnittstelle, die an mindestens einen Filter gekoppelt ist, wobei die Benutzerschnittstelle einen Benutzer in die Lage versetzt, auf programmierbare Weise mindestens einen Parameter einzustellen, um eine Reaktionseigenschaft des Filters zu ändern.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung einen Geschwindig keitssensor zur Aufnahme einer Position eines Schneidewerkzeuges zum Gravieren eines Zylinders, umfassend einen Läufer zum Halten des Schneidewerkzeuges, mindestens einen elektromagnetischen Antrieb, umfassend mindestens eine An triebsspule um diesen herum, um den Läufer in Schwingung zu versetzen, wenn mindestens eine Antriebsspule erregt wird, und einen Sensor, der in operativer Beziehung zu dem mindestens einen elektromagnetischen Antrieb steht, um eine Schneidewerkzeugposition als Reaktion darauf zu bestimmen.

In einer anderen Ausführungsform umfaßt diese Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung eines Gravierkopfes, umfassend einen Motor zum Antrieb eines Schneidewerkzeuges, umfassend die Schritte des Erregens des Motors mit einem ersten Antriebssignal, das an eine erste Spule angelegt wird, des Bestimmens einer Motorgeschwindigkeit mit Hilfe einer zweiten Spule, und des Stabilisierens des Gravierkopfes mit Hilfe der Motorgeschwindigkeit.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung eine Graviermaschine zum Gravieren mindestens eines gravierten Bereiches, wobei die Graviermaschine ein Gravierbett umfaßt, einen Gravierkopf, der mit dem Gravierbett im Zusammen hang steht, wobei der Gravierkopf einen Läufer umfaßt, an dem ein Schneidewerk zeug befestigt ist, einen Gravierkopffeineinsteller, der an den Gravierkopf gekop pelt ist, um ein Graviersignal zu verarbeiten, um ein verarbeitetes Signal zu schaf fen, welches eine Frequenzreaktion umfaßt, die eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz, wobei mindestens ein elektromagnetischer Antrieb mindestens eine Antriebsspule umfaßt, wobei mindestens ein elektromagnetischer Antrieb in operativer Beziehung zum Läufer steht, um den Läufer in Schwingung zu verset zen, wenn mindestens eine Antriebsspule mit dem verarbeiteten Signal erregt wird, und ein Sensor in operativer Beziehung zu mindestens einem elektromagnetischen Antrieb steht, um eine Geschwindigkeit des elektromagnetischen Antriebs als Reaktion darauf zu bestimmen, wobei der Gravierkopffeineinsteller die Gravier kopfresonanz als Reaktion auf die Geschwindigkeit und das verarbeitete Signal fein einstellt.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung ein Verfahren zum Skalieren von zu gravierenden Bilddaten, wobei das Verfahren die Schritte des Erzeugens von Bilddaten entsprechend einem zu gravierenden Bild umfaßt, des Bestimmens, ob es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten oder um Stricharbei tendaten handelt, des Erzeugens von entweder Halbton-Kontrollpunkten oder von Stricharbeiten-Kontrollpunkten, wenn festgestellt wurde, ob es sich bei den Bild daten um Halbtondaten oder Stricharbeitendaten handelt.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung eine Graviermaschine zum Gravieren eines Werkstückes, umfassend ein Gravierbett, einen Gravierkopf, der sich am Gravierbett befindet, um zumindest einen gravierten Bereich am Werkstück zu gravieren, wobei der Gravierkopf ein Werkzeug umfaßt, einen Prozessor, der an den Gravierkopf gekoppelt ist, um Bilddaten zu empfangen und auch um ein Graviersignal zum Gravieren mindestens eines gravierten Bereiches zu erzeugen, und einen digitalen Werkzeugwegplaner, der mit dem Prozessor im Zusammenhang steht, um einen Werkzeugweg als Reaktion auf die Bilddaten zu planen, wobei der Prozessor den Werkzeugweg verwendet, um das Graviersignal zu erzeugen.

In einer weiteren Ausführungsform umfaßt diese Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Weges eines Werkzeugs in einer Graviermaschine, umfassend die Schritte des Erzeugens von Bilddaten entsprechend einem zu gravierenden Bild; des Erzeugens von Kontrollpunkten als Reaktion auf die Bilddaten; des Ver arbeitens der Kontrollpunkte zur Bestimmung eines Werkzeugweges; und des Antreibens des Werkzeugs, um ein Werkstück als Reaktion auf den Werkzeugweg zu gravieren.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zur Steuerung eines Weges eines Werkzeugs in einer Graviermaschine mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder wahlweisen Merkmalen (entweder alleine oder in Kombination) zu schaffen:

- Verarbeitung der Bilddaten, um eine vorherbestimmte Anzahl an Dichtewerten zu schaffen, und Verwendung der vorherbestimmten Anzahl an Dichtewerten zur Bestimmung einer Gesamtbilddichte in Prozent;
- Verwendung der vorherbestimmten Anzahl an Dichtewerten zur Bestimmung eines Dichtemittelpunktes;
- Bestimmung eines Eintrittskontrollpunktes, an dem das Werkzeug in das Werkstück eintritt;
- Bestimmung eines Austrittskontrollpunktes, an dem das Werkzeug aus dem Werkstück austritt;
- Bestimmung mindestens eines weiteren Kontrollpunktes zwischen dem Eintrittskontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt;
- Bestimmung eines mittleren Kontrollpunktes zwischen dem Eintritts kontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt;
- Verwendung des Eintrittskontrollpunktes, des Austrittskontrollpunktes und des mittleren Kontrollpunktes zur Festlegung des Werkzeugweges;
- Bestimmung eines mittleren Kontrollpunktes zwischen dem Eintritts kontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt;
- Anpassung einer Kurve an den Eintrittskontrollpunkt, den Austritts kontrollpunkt und den mittleren Kontrollpunkt zur Festlegung des Werkzeug weges;
- Bestimmung eines mittleren Kontrollpunktes entsprechend dem Mittelpunkt einer Bilddichte;
- Bestimmung einer Gesamtbilddichte in Prozent für die Bilddaten;
- Verwendung der Gesamtbilddichte in Prozent zur Festlegung des Eintrittskontrollpunktes und des Austrittskontrollpunktes;
- Einrichtung des Eintrittskontrollpunktes und des Austrittskontroll punktes auf einer Oberfläche des Werkstückes;
- Anordnung des Eintrittskontrollpunktes und des Austrittskontroll punktes um den mittleren Kontrollpunkt;
- Einrichtung des Eintrittskontrollpunktes und des Austrittskontroll punktes unterhalb einer Oberfläche des Werkstückes, wenn die Gesamtdichte in Prozent einen vorherbestimmten Prozentsatz überschreitet,
- wobei der vorherbestimmte Prozentsatz mindestens 90% beträgt;
- wobei die Bilddaten erste Bilddaten und zweite Bilddaten umfassen, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:
- das Bestimmen, ob eine Bilddatensumme aus ersten Bilddaten und zweiten Bilddaten eine Mehrheit der Dichte für alle Bilddaten umfaßt;
- das Aufgliedern der ersten Bilddaten und der zweiten Bilddaten in eine erste Bilddaten-Untergruppe und eine zweite Bilddaten-Untergruppe;
- das Erzeugen von Kontrollpunkten jeweils für die erste Bilddaten- Untergruppe und die zweite Bilddaten-Untergruppe;
- wobei die Bilddaten eine Mehrzahl an Bilddatengruppen umfassen, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:
- das Bestimmen, ob eine summierte Dichte für die Mehrzahl an Bild datengruppen eine Mehrheit der Dichte für alle Bilddaten umfaßt;
- das Aufgliedern der Mehrzahl an Bilddatengruppen in eine Mehrzahl an Bilddaten-Untergruppen;
- das Erzeugen von Kontrollpunkten für jede einzelne Bilddaten-Unter gruppe;
- wobei der Anpassungsschritt weiter die folgenden Schritte umfaßt:
- die Verwendung einer Interpolationsroutine einer kubischen Spline während des Anpassungsschrittes;
- das Bestimmen einer Frequenz von Bilddatenwerten zur Darstellung eines gravierten Bereiches, der am Werkstück eingraviert werden soll, um eine vorherbestimmte Anzahl an Dichtewerten zu schaffen;
- das Bestimmen einer Gesamtbilddichte in Prozent unter Verwendung der vorherbestimmten Anzahl an Dichtewerten;
- das Identifizieren eines Eintrittskontrollpunktes, eines Austrittskon trollpunktes und eines dritten Kontrollpunktes zwischen dem Eintritts- und dem Austrittskontrollpunkt;
- das Verwenden des Eintrittskontrollpunktes, des Austrittskontroll punktes und des dritten Kontrollpunktes zur Festlegung des Werkzeugweges;
- das Festlegen eines mittleren Kontrollpunktes entsprechend einer Mitte einer Bilddichte;
- das Einrichten des Eintrittskontrollpunktes und des Austrittskontroll punktes unterhalb einer Oberfläche des Werkstückes, wenn die Gesamtdichte in Prozent einen vorherbestimmten Prozentsatz überschreitet;
- wobei der vorherbestimmte Prozentsatz mindestens 90% beträgt;
- das Bestimmen, ob es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten oder Stricharbeitendaten handelt;
- das Erzeugen entweder eines Halbton-Impulsfrequenzteilers oder eines Stricharbeiten-Impulsfrequenzteilers, wenn bestimmt wird, daß es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten bzw. um Stricharbeitendaten handelt;
- das Anwenden des Halbton-Impulsfrequenzteilers oder des Stricharbeiten-Impulsfrequenzteilers an den Kontrollpunkten vor dem Verarbei tungsschritt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Schaffung einer Gravier maschine zum Gravieren eines Werkstückes, bestehend aus einem Gravierbett; einem Gravierkopf, der sich auf dem Gravierbett befindet, um zumindest einen gravierten Bereich am Werkstück zu gravieren, wobei der Gravierkopf ein Werk zeug umfaßt; eine Prozessorvorrichtung, die an den Gravierkopf gekoppelt ist, um Bilddaten zu empfangen und auch um ein Graviersignal zum Gravieren des minde stens einen Bereiches zu erzeugen; und eine digitale Werkzeugwegplanervor richtung, die mit der Prozessorvorrichtung im Zusammenhang steht, um einen Werkzeugweg als Reaktion auf die Bilddaten zu planen, wobei die Prozessorvor richtung den Werkzeugweg verwendet, um das Graviersignal zu erzeugen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Graviermaschine zum Gravieren eines Werkstückes mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder optionalen Merkmale (entweder alleine oder in Kombination) zu schaffen:

- eine Werkzeugwegdatensignalprozessorvorrichtung zum Empfang digitaler Bilddaten, die mit einem zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen, und zum Erzeugen des Werkzeugweges als Reaktion darauf;
- eine Werkzeugwegdatensignalprozessorvorrichtung zum Empfang der Bilddaten, die mit einem zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen, und zum Erzeugen einer Mehrzahl an Kontrollpunkten als Reaktion darauf;
- eine Kurvenanpassungsvorrichtung zum Empfang einer Mehrzahl von Kontrollpunkten und zum Anpassen einer Kurve an diese, wobei die Kurve den Werkzeugweg festlegt;
- eine Kurvenanpassungsvorrichtung zum Empfang der Mehrzahl von Kontrollpunkten und zum Anpassen einer Kurve an diese, wobei die Kurve den Werkzeugweg festlegt;
- wobei die Mehrzahl an Kontrollpunkten im allgemeinen einem Ein trittspunkt entspricht, wobei das Werkzeug damit beginnt, einen des mindestens einen gravierten Bereiches zu gravieren, einen Austrittspunkt, an dem das Werk zeug aus dem des mindestens einen gravierten Bereiches austritt, und einem dritten Kontrollpunkt, der zwischen dem Eintrittspunkt und dem Austrittspunkt liegt;
- wobei der dritte Punkt einen Mittelpunkt umfaßt, der einer Dichtemitte der Bilddaten entspricht;
- wobei die Prozessorvorrichtung die Bilddaten verarbeitet, um eine vorherbestimmte Anzahl an Dichtewerten zu schaffen, wobei die Prozessorvor richtung weiter umfaßt:
- eine Bilddichtebestimmungsvorrichtung zum Empfang der vorher bestimmten Anzahl an Dichtewerten und zum Bestimmen einer Gesamtbilddichte in Prozent;
- wobei die Prozessorvorrichtung weiter umfaßt:
- eine Dichtemittebestimmungsvorrichtung zum Empfang der vorher bestimmten Anzahl an Dichtewerten und zur Verwendung der vorherbestimmten Anzahl an Dichtewerten, um eine Dichtemitte zu bestimmen;
- wobei die Prozessorvorrichtung die Bilddaten empfängt und eine Gesamtbilddichte in Prozent dafür bestimmt und die Gesamtbilddichte in Prozent verwendet, um eine Mehrzahl an Kontrollpunkten zur Festlegung eines Werk zeugweges zu bestimmen;
- wobei der Werkzeugwegdatensignalprozessor den Eintrittskontroll punkt und den Austrittskontrollpunkt an einer Oberfläche des Werkstückes bei Eintritt einer vorherbestimmten Bedingung einrichtet;
- wobei die vorherbestimmte Bedingung eine Dichte umfaßt, die gerin ger ist als eine vorherbestimmte Dichte;
- wobei die vorherbestimmte Dichte geringer ist als 90%;
- wobei die Bilddaten erste Bilddaten und zweite Bilddaten umfassen, wobei die Prozessorvorrichtung weiter umfaßt:
- eine Doppelfrequenzbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung, ob eine summierte Bilddichte für die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten eine Mehrheit der Dichte für alle Bilddaten umfaßt;
- wobei der Doppelfrequenzbestimmer die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten in eine erste Bilddaten-Untergruppe und eine zweite Bilddaten- Untergruppe aufteilt, wenn die Bilddichte eine Mehrheit überschreitet, und Kon trollpunkte sowohl für die erste Bilddaten-Untergruppe als auch für die zweite Bilddaten-Untergruppe erzeugt;
- wobei der Kurvenanpasser weiter eine Interpolationsroutine einer kubischen Spline zur Erzeugung der Werkzeugkurve umfaßt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Erzeu gung eines Graviersignals zur Steuerung eines Gravierkopfes, so daß ein Werkzeug am Gravierkopf einem erwünschten Werkzeugweg folgt, wobei das Verfahren die Schritte des Erzeugens eines Graviersignals und des Verarbeitens des Gravier signals zur Schaffung einer Gravierkopffrequenzreaktion umfaßt, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zur Erzeugung eines Graviersignals zur Steuerung eines Gravierkopfes mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder optionalen Merkmalen (entweder alleine oder in Kombination) zu schaffen:

- Verarbeitung des Graviersignals zur Schaffung eines verarbeiteten Signals, welches eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als 10 kHz;
- wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt umfaßt:
- Durchführung des Verarbeitungsschrittes unter Anwendung zu mindest eines Filters, um den natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes ent gegenzuwirken;
- wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt umfaßt:
- Anwendung mindestens eines Anhebungsfilters am Graviersignal, um die Reaktion des Gravierkopfes bei Frequenzen zu verstärken, die über einer Anhebungsfrequenz liegen, aber kleiner sind als die vorherbestimmte Frequenz;
- wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt umfaßt:
- Durchführung des Verarbeitungsschrittes unter Verwendung minde stens eines Filters, um der natürlichen Resonanz des Gravierkopfes entgegen zuwirken;
- wobei die Anhebungsfrequenz mindestens 1 kHz beträgt;
- wobei der mindestens eine Filter einen unendlichen Impulsant wortfilter umfaßt;
- wobei der Anhebungsfilter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei der Erzeugungsschritt weiter die folgenden Schritte umfaßt:
- das Erzeugen von Bilddaten gemäß einem zu gravierenden Bild;
- das Erzeugen von Kontrollpunkten als Reaktion auf die Bilddaten;
- das Verarbeiten der Kontrollpunkte, um den Werkzeugweg zu definieren; und
- das Erzeugen des Graviersignals unter Verwendung der Kontroll punkte;
- wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt umfaßt:
- Verwendung einer Benutzerschnittstelle, um mindestens einen Parameter zu definieren, der mit dem mindestens einen Filter im Zusammenhang steht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gravierkopffeinein stellers zum Feineinstellen eines Gravierkopfes, so daß ein Werkzeug am Gravier kopf einem gewünschten Werkzeugweg folgt, wobei der Gravierkopffeineinsteller einen Prozessor umfaßt, um ein Graviersignal zu empfangen, und auch um das Graviersignal zu verarbeiten, um eine Gravierkopffrequenzantwort zu schaffen, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, den zuvor erwähnten Gravierkopffein einsteller mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder optionalen Merkmalen, entweder alleine oder in Kombination, zu schaffen:

- wobei der Gravierkopffeineinsteller das Graviersignal verarbeitet, um ein verarbeitetes Signal zu schaffen, umfassend die Frequenzreaktion, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als 10 kHz;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller mindestens einen Filter umfaßt, um den natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes entgegenzuwirken;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Anhe bungsfilter umfaßt, um das Graviersignal bei Frequenzen zu verstärken, die größer sind als eine Anhebungsfrequenz, aber kleiner als die vorherbestimmte Frequenz;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Filter umfaßt, um den natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes entgegenzuwirken;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Anhe bungsfilter umfaßt, um das Graviersignal bei Frequenzen zu verstärken, die größer sind als eine Anhebungsfrequenz, aber kleiner als die vorherbestimmte Frequenz;
- wobei die Anhebungsfrequenz mindestens 1 kHz beträgt;
- wobei der mindestens eine Filter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei der Anhebungsfilter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei der mindestens eine Filter und der Anhebungsfilter jeweils einen unendlichen Impulsantwortfilter umfassen;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller an den digitalen Werkzeugweg prozessor gekoppelt ist, umfassend:
- einen Kontrollpunktgenerator zum Empfang von Bilddaten, die einem zu gravierenden Bild entsprechen, und zum Erzeugen von Kontrollpunkten als Reaktion darauf; und
- einen Interpolator zum Empfang der Kontrollpunkte und zum Erzeugen des Graviersignals als Reaktion darauf;
- wobei der Gravierkopf weiter einen Geschwindigkeitssensor zum Bestimmen einer Position eines Schneidewerkzeugs zum Gravieren eines Zylin ders umfaßt;
- wobei der Gravierkopf weiter einen Läufer zum Halten des Schneide werkzeugs umfaßt;
- wobei mindestens ein elektromagnetischer Antrieb mindestens eine Antriebsspule rundherum umfaßt, um den Läufer in Schwingungen zu versetzen, wenn die mindestens eine Antriebsspule erregt wird;
- wobei der Geschwindigkeitssensor weiter umfaßt:
- eine Aufnehmerspule, die rund um den mindestens einen elektro magnetischen Antrieb angeordnet ist; und
- eine Aufnehmerschaltung, die an die Aufnehmerspule gekoppelt ist, um eine Geschwindigkeit des Läufers zu messen, und um die Geschwindigkeit in die Schneidewerkzeugposition umzuwandeln.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Graviermaschine zum Gravieren mindestens eines gravierten Bereiches zu schaffen, wobei die Gravier maschine ein Gravierbett umfaßt, einen Gravierkopf, der mit dem Gravierbett im Zusammenhang steht, wobei der Gravierkopf ein Werkzeug umfaßt; und einen Gravierkopffeineinsteller, der an den Gravierkopf gekoppelt ist, um ein Gravier signal zu verarbeiten, um eine Gravierkopffrequenzreaktion zu schaffen, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, die zuvor erwähnte Graviermaschine mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder optionalen Merkmale entweder alleine oder in Kombination zu schaffen:

- wobei der Gravierkopffeineinsteller das Graviersignal verarbeitet, um die Gravierkopffrequenzreaktion zu schaffen, welche eine im wesentlichen kon stante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als 10 kHz;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller mindestens einen Filter umfaßt, um den natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes entgegenzuwirken;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Anhe bungsfilter umfaßt, um das Graviersignal bei Frequenzen zu verstärken, die größer sind als eine Anhebungsfrequenz, aber kleiner als die vorherbestimmte Frequenz;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Filter umfaßt, um den natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes entgegenzuwirken;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Anhe bungsfilter umfaßt, um das Graviersignal bei Frequenzen zu verstärken, die größer sind als eine Anhebungsfrequenz, aber kleiner als die vorherbestimmte Frequenz;
- wobei die Anhebungsfrequenz mindestens 1 kHz beträgt;
- wobei der mindestens eine Filter einen unendlichen Impulsant wortfilter umfaßt;
- wobei der Anhebungsfilter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei der mindestens eine Filter und der Anhebungsfilter jeweils einen unendlichen Impulsantwortfilter umfassen;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller an ein digitales Werkzeugweg signal gekoppelt ist, bestehend aus einem Kontrollpunktgenerator, um Bilddaten zu empfangen, die einem zu gravierenden Bild entsprechen, und um Kontroll punkte als Reaktion darauf zu erzeugen, und einen Interpolator zum Empfang der Kontrollpunkte und zur Erzeugung des Graviersignals als Reaktion darauf;
- wobei der mindestens eine Anhebungsfilter mindestens einen Parameter für den Gravierkopffeinsteller umfaßt, wobei weiter ein Filterprozessor vorgesehen ist, der an den mindestens einen Anhebungsfilter gekoppelt ist, wobei der Filterprozessor eine Benutzerschnittstelle zum Programmieren des mindestens einen Parameters umfaßt, der mit dem mindestens einen Anhebungsfilter im Zusammenhang steht;
- wobei der mindestens eine Anhebungsfilter mindestens einen Parameter für den Gravierkopffeinsteller umfaßt, wobei weiter ein Filterprozessor vorgesehen ist, der an den mindestens einen Filter gekoppelt ist, wobei der Filter prozessor eine Benutzerschnittstelle zum Programmieren des mindestens einen Parameters umfaßt, der mit dem mindestens einen Filter im Zusammenhang steht;
- wobei der Gravierkopf weiter aus einem Geschwindigkeitssensor zur Bestimmung einer Position eines Schneidewerkzeugs zum Gravieren eines Zylinders besteht;
- wobei der Gravierkopf weiter aus einem Läufer zum Halten des Schneidewerkzeugs besteht, wobei mindestens ein elektromagnetischer Antrieb mindestens eine Antriebsspule um diesen herum umfaßt, um den Läufer in Schwingungen zu versetzen, wenn die mindestens eine Antriebsspule erregt wird, wobei der Geschwindigkeitssensor weiter aus einer Sensorspule besteht, die rings um den mindestens einen elektromagnetischen Antrieb angeordnet ist, und einer Sensorschaltung, die an die Sensorspule gekoppelt ist, um eine Geschwindigkeit des Läufers zu messen und die Geschwindigkeit in die Schneidewerkzeugposition umzuwandeln.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Feineinstellen eines Gravierkopfes zu schaffen, bestehend aus den Schritten der Verwendung des mindestens einen Filters zum Filtern eines Graviersignals, um unerwünschte Resonanzen zu beseitigen, des Erstellens eines Filterkoeffizienten für den mindestens einen Filter; des Ankoppelns einer Benutzerschnittstelle an den mindestens einen Filter, des Bestimmens, ob mindestens ein Parameter für den mindestens einen Filter geändert werden muß, des Verwendens der Benutzer schnittstelle, um auf programmierbare Weise den mindestens einen Parameter einzustellen, wenn der mindestens eine Parameter geändert werden muß.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, das zuvor erwähnte Verfahren mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder optionalen Merkmale entweder alleine oder in Kombination zu schaffen:

- der Bestimmungsschritt umfaßt weiter den Schritt der Bestimmung, ob entweder eine Frequenz oder eine Kerbtiefe geändert werden muß;
- wobei mindestens ein Parameter eine Frequenz umfaßt;
- wobei mindestens ein Parameter eine Kerbtiefe umfaßt;
- den weiteren Schritt des Ankoppelns eines Prozessors an den minde stens einen Filter;
- das automatische Einstellen des mindestens einen Parameters unter Anwendung des Prozessors als Reaktion auf eine automatische Feineinstellungsan forderung;
- das Verwenden der Benutzerschnittstelle zum programmierbaren Einstellen des mindestens einen Parameters, damit der mindestens eine Filter eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz;
- wobei die vorherbestimmte Frequenz kleiner ist als etwa 10 kHz;
- wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt umfaßt:
- das Verwenden der Benutzerschnittstelle zur Einstellung mindestens eines Parameters mindestens eines Anhebungsfilters, um die Reaktion des Gra vierkopfes bei Frequenzen über eine Anhebungsfrequenz hinaus zu verstärken;
- wobei die Anhebungsfrequenz mindestens 1 kHz beträgt;
- wobei der mindestens eine Filter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei der Schritt der automatischen Einstellung weiter den folgenden Schritt umfaßt:
- das Verwenden eines Sensors zur Bestimmung einer Position eines Schneidewerkzeuges zum Gravieren eines Zylinders;
- das Verwenden der mit dem Sensor bestimmten Position zur Durch führung des Schrittes der automatischen Einstellung;
- wobei der Sensor einen Geschwindigkeitssensor umfaßt;
- wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt: das Anordnen einer Sensorspule rund um mindestens einen elektro magnetischen Antrieb am Gravierkopf; und
- das Ankoppeln einer Sensorschaltung an die Sensorspule zum Messen einer Geschwindigkeit des Läufers und zum Umwandeln der Geschwindigkeit in die Schneidewerkzeugposition.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Graviermaschi ne zu schaffen, umfassend ein Gravierbett, einen Gravierkopf, der mit dem Gra vierbett im Zusammenhang steht, wobei der Gravierkopf ein Schneidewerkzeug umfaßt; und mindestens einen Filter, der mit dem Gravierkopf im Zusammenhang steht, wobei der mindestens eine Filter mindestens einen Parameter umfaßt und mindestens einen Filterkoeffizienten; und eine Benutzerschnittstelle, die an den mindestens einen Filter gekoppelt ist, wobei die Benutzerschnittstelle einem Benutzer die Möglichkeit gibt, auf programmierbare Weise den mindestens einen Parameter einzustellen, um eine Antwortcharakteristik des Filters zu ändern.

- wobei der mindestens eine Parameter eine Frequenz und eine Kerbtiefe umfaßt;
- wobei der mindestens eine Parameter eine Frequenz umfaßt;
- wobei der mindestens eine Parameter eine Kerbtiefe umfaßt;
- wobei die Graviermaschine weiter einen Prozessor umfaßt, der zwi schen die Benutzerschnittstelle und den mindestens einen Filter gekoppelt ist, wobei der Prozessor eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung des minde stens einen Parameters als Reaktion auf eine automatische Feineinstellungsanfor derung umfaßt;
- wobei die Benutzerschnittstelle eine Vorrichtung zur programmier baren Einstellung des mindestens einen Parameters umfaßt, damit der mindestens eine Filter eine Kopfreaktion mit im wesentlichen konstanter Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz;
- wobei die vorherbestimmte Frequenz kleiner ist als etwa 10 kHz;
- wobei die Benutzerschnittstelle eine Vorrichtung zur programmier baren Einstellung des mindestens einen Parameters des mindestens einen Anhebungsfilters umfaßt, der mit dem Gravierkopf im Zusammenhang steht, um die Reaktion des Gravierkopfes bei Frequenzen über eine Anhebungsfrequenz hinaus zu verstärken;
- wobei die Anhebungsfrequenz mindestens 1 kHz beträgt;
- wobei der mindestens eine Filter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei die Vorrichtung einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt, der an eine interaktive Benutzerschnittstelle gekoppelt ist;
- wobei die Vorrichtung einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt, der an eine interaktive Benutzerschnittstelle gekoppelt ist;
- wobei der Gravierkopf weiter einen Geschwindigkeitssensor zur Bestimmung einer Position eines Schneidewerkzeugs zum Gravieren eines Zylin ders umfaßt;
- wobei der Gravierkopf weiter einen Läufer zum Halten des Schneide werkzeuges umfaßt, mindestens einen elektromagnetischen Antrieb, umfassend mindestens eine Antriebsspule um diesen herum, um den Läufer in Schwingung zu versetzen, wenn die mindestens eine Antriebsspule erregt wird, wobei der Ge schwindigkeitssensor weiter eine Sensorspule umfaßt, die rund um den mindestens einen elektromagnetischen Antrieb angeordnet ist, und eine Sensorschaltung, die an die Sensorspule gekoppelt ist, um eine Geschwindigkeit des Läufers zu messen, und um die Geschwindigkeit in die Schneidewerkzeugposition umzuwandeln.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Stabilisierung eines Gravierkopfes zu schaffen, umfassend einen Motor zum Antrieb eines Schneide werkzeuges, umfassend die Schritte des Erregens des Motors mit einem ersten Antriebssignal, das an eine erste Spule angelegt wird, des Bestimmens einer Motorgeschwindigkeit mit einer zweiten Spule, und des Stabilisierens des Gravier kopfes mit Hilfe der Motorgeschwindigkeit.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, das zuvor erwähnte Verfahren mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder optionalen Merkmalen entweder alleine oder in Kombination zu schaffen:

- wobei die zweite Spule weniger als fünf Windungen umfaßt, die rund um den Motor angeordnet sind;
- wobei das Verfahren weiter den Schritt des Bestimmens einer Schnei dewerkzeugposition für das Schneidewerkzeug umfaßt, wobei die mit dem Sensor bestimmte Schneidewerkzeugposition, die Motorgeschwindigkeit und das erste Antriebssignal zur Durchführung der Stabilisierung verwendet wird.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Graviermaschine zum Gravieren mindestens eines gravierten Bereiches zu schaffen, wobei die Graviermaschine ein Gravierbett umfaßt, einen Gravierkopf, der mit dem Gravierbett im Zusammen hang steht, wobei der Gravierkopf einen Läufer umfaßt, an dem ein Schneidewerk zeug befestigt ist, einen Gravierkopffeineinsteller, der an den Gravierkopf gekop pelt ist, um ein Graviersignal zu verarbeiten, um ein verarbeitetes Signal zu schaf fen, das eine Frequenzantwort umfaßt, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner sind als eine vorherbestimmte Frequenz, wobei mindestens ein elektromagnetischer Antrieb mindestens eine Antriebsspule umfaßt, wobei der mindestens eine elektromagnetische Antrieb in operativer Beziehung zum Läufer angeordnet ist, um den Läufer in Schwingung zu versetzen, wenn die mindestens eine Antriebsspule mit dem verarbeiteten Signal erregt wird, und einen Sensor, der in operativer Beziehung zu dem mindestens einen elektromagnetischen Antrieb angeordnet ist, um eine Geschwindigkeit des Läufers als Reaktion darauf zu bestimmen, wobei der Gravierkopffeineinsteller die Gravierkopfresonanz als Reaktion auf die Geschwindigkeit und das verarbeitete Signal fein einstellt.

- der Sensor umfaßt eine Sensorspule, die rund um den mindestens einen elektromagnetischen Antrieb angeordnet ist;
- eine Sensorschaltung, die an die Sensorspule gekoppelt ist, um eine Geschwindigkeit des Läufers zu messen und um die Geschwindigkeit in die Schneidewerkzeugposition umzuwandeln;
- wobei die Sensorspule eine Änderungsgeschwindigkeit des Flusses durch die mindestens eine Antriebsspule mißt;
- wobei die Sensorspule nicht mehr als fünf Windungen rund um den elektromagnetischen Antrieb umfaßt;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller das Graviersignal verarbeitet, um ein verarbeitetes Signal zu schaffen, umfassend eine Frequenzantwort, welche eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen festlegt, die kleiner als 10 kHz sind;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller mindestens einen Filter umfaßt, um den natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes entgegenzuwirken;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Anhe bungsfilter umfaßt, um das Graviersignal bei Frequenzen zu verstärken, die größer sind als eine Anhebungsfrequenz, aber kleiner als die vorherbestimmte Frequenz;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Filter umfaßt, um den natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes entgegenzuwirken;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller weiter mindestens einen Anhe bungsfilter umfaßt, um das Graviersignal bei Frequenzen zu verstärken, die größer sind als eine Anhebungsfrequenz, aber kleiner als die vorherbestimmte Frequenz;
- wobei die Anhebungsfrequenz mindestens 1 kHz beträgt;
- wobei der mindestens eine Filter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei der Anhebungsfilter einen unendlichen Impulsantwortfilter umfaßt;
- wobei der mindestens eine Filter und der Anhebungsfilter jeweils einen unendlichen Impulsantwortfilter umfassen;
- wobei der Gravierkopffeineinsteller an einen digitalen Werkzeugweg signalprozessor gekoppelt ist, umfassend einen Kontrollpunktgenerator zum Empfang von Bilddaten, die einem zu gravierenden Bild entsprechen, und zum Erzeugen von Kontrollpunkten als Reaktion darauf, und einen Interpolator zum Empfang der Kontrollpunkte und zum Erzeugen des Graviersignals als Reaktion darauf.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Skalieren von zu gravierenden Bilddaten zu schaffen, wobei das Verfahren die Schritte des Erzeugens von Bilddaten umfaßt, die einem zu gravierenden Bild entsprechen, des Bestimmens, ob es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten oder um Stricharbeitendaten handelt, des Erzeugens entweder von Halbtonkontrollpunkten oder von Stricharbeitenkontrollpunkten, wenn festgelegt wurde, daß es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten oder Stricharbeitendaten handelt.

- wobei das Verfahren weiter die Schritte des Verarbeitens der Kontroll punkte umfaßt, um einen Werkzeugweg festzulegen, und des Erregens eines Gra vierkopfes, um ein Werkstück als Reaktion auf den Werkzeugweg zu gravieren;
- wobei das Verfahren weiter den Schritt des Anwendens entweder eines Halbton-Impulsfrequenzteilers oder eines Stricharbeiten-Impulsfrequenzteilers an den Bilddaten umfaßt, wenn während des Bestimmungsschrittes bestimmt wird, daß es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten bzw. um Stricharbeitendaten handelt, um die Halbton-Kontrollpunkte oder die Stricharbeiten-Kontrollpunkte zu erzeugen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Graviermaschine zum Gravieren eines Werkstückes zu schaffen, die ein Gravierbett umfaßt, einen Gravierkopf, der sich am Gravierbett befindet, um mindestens einen gravierten Bereich am Werkstück zu gravieren, wobei der Gravierkopf ein Werkzeug umfaßt, einen Prozessor, der an den Gravierkopf gekoppelt ist, um Bilddaten zu empfangen und auch um ein Graviersignal zum Gravieren des mindestens einen gravierten Bereiches zu erzeugen, und einen digitalen Werkzeugwegplaner, der mit dem Prozessor zum Planen eines Werkzeugweges als Reaktion auf die Bilddaten im Zusammenhang steht, wobei der Prozessor den Werkzeugweg verwendet, um das Graviersignal zu erzeugen.

Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, die zuvor erwähnte Graviermaschine mit einem oder mehreren der folgenden zusätzlichen oder optionalen Merkmale, entweder alleine oder in Kombination, zu schaffen:

- wobei der Prozessor weiter einen Werkzeugweg-Datensignalprozessor zum Empfangen digitaler Bilddaten umfaßt, die mit einem zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen, und zum Erzeugen des Werkzeugweges als Reaktion darauf;
- wobei der Werkzeugweg-Datensignalprozessor eine Impulsfrequenz teilervorrichtung zum Erzeugen von Bilddaten umfaßt, die einem zu gravierenden Bild entsprechen, um zu bestimmen, ob es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten oder Stricharbeitendaten handelt, und um entweder Halbton-Kontrollpunkte oder Stricharbeiten-Kontrollpunkte zu erzeugen, wenn bestimmt wurde, daß es sich bei den Bilddaten um Halbton-Daten oder Stricharbeiten-Daten handelt;
- wobei der Werkzeugweg-Datensignalprozessor weiter eine Impuls frequenzteilervorrichtung zur Verarbeitung der Kontrollpunkte umfaßt, um den Werkzeugweg zu definieren und einen Gravierkopf zu erregen, um ein Werkstück als Reaktion auf den Werkzeugweg zu gravieren;
- wobei die Impulsfrequenzteilervorrichtung entweder einen Halbton- Impulsfrequenzteiler oder einen Stricharbeiten-Impulsfrequenzteiler an den Bild daten anwendet, wenn während des Bestimmungsschrittes bestimmt wurde, daß es sich bei den Bilddaten um Halbton-Daten bzw. Stricharbeiten-Daten handelt, um die Halbton-Kontrollpunkte oder die Stricharbeiten-Kontrollpunkte zu erzeugen.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Be schreibung, den begleitenden Zeichnungen und den angehängten Ansprüchen offensichtlich.

Kurze Beschreibung der anliegenden Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Graviersystems, welches Merkmale der vorliegenden Erfindung umfaßt;

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Prozessor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist eine Darstellung von Bilddaten, von Kontrollpunkten, die mit Hilfe der Bilddaten erzeugt wurden, und eines Werkzeugweges, der mit Hilfe der Kontroll punkte erzeugt wurde,

Fig. 4 ist eine Darstellung von Bilddaten, von Kontrollpunkten, die mit Hilfe der Bilddaten erzeugt wurden, und eines Werkzeugweges, der von den Kontroll punkten erzeugt wurde;

Fig. 4A ist eine Darstellung von Bilddaten, von Kontrollpunkten, die mit Hilfe der Bilddaten erzeugt wurden, und eines Werkzeugweges, der von den Kontroll punkten erzeugt wurde;

Fig. 5A und 5B stellen gemeinsam ein System und ein Verfahren oder eine Routi ne zur Erzeugung von Kontrollpunkten dar, wie zum Beispiel die in Fig. 3 dargestellten Kontrollpunkte;

Fig. 6 ist eine weitere schematische Darstellung einer Synchronisationsroutine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines Systems und einer Routine eines Fein einstellungsprozesses;

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer automatischen Feineinstellungsbenutzer schnittstellenroutine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 ist eine graphische Ansicht einer typischen Reaktion eines Gravierkopfes des Standes der Technik;

Fig. 10 ist eine graphische Ansicht einer Reaktion eines Gravierkopfes des Standes der Technik nach einer Kerbfilterung;

Fig. 11 ist eine graphische Ansicht der Reaktionsmerkmale eines Gravierkopfes nach dem Filtern gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ist eine Ansicht einer Benutzerschnittstelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines Gravierkopfmotors, welche einen Läufer und eine Geschwindigkeitssensorspule zeigt, die mit einem Paar Elektromagneten im Zusammenhang steht;

Fig. 14 ist eine schematische Darstellung einer Schneidewerkzeug- Geschwindigkeits- und Positionsextraktionsschaltung gemäß einer Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 ist ein schematisches Gesamtdiagramm eines Betriebes des Systems und der Routine der vorliegenden Erfindung bei Systemeinschaltung;

Fig. 16 zeigt ein mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung eingraviertes Kanji-Zeichen; und

Fig. 17 zeigt ein mit einem Gerät des Standes der Technik eingraviertes Kanji- Zeichen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Gra viermaschine, die allgemein als Graviermaschine 10 bezeichnet wird. In der be schriebenen Ausführungsform handelt es sich bei der Graviermaschine 10 um eine Gravuren-Graviermaschine, aber die Erfindung eignet sich auch für andere Arten von Graviermaschinen. Die Graviermaschine 10 kann von einem verschiebbaren Sicherheitsgehäuse umgeben sein, welches der besseren Anschaulichkeit halber hier nicht gezeigt wird. Die Graviermaschine 10 umfaßt ein Maschinenbett 12 mit einem Spindelstock 14 und einem Reitstock 16, welche verschiebbar in einer Bahn 18 montiert sind, so daß der Spindelstock 14 und der Reitstock 16 sich aufeinander zu- und voneinander wegbewegen lassen. Zu diesem Zweck umfaßt die Gravier maschine 10 mehrere lineare Verfahrantriebe bzw. eine erste Antriebsmotorvor richtung oder einen ersten Antriebsmotor 20 und eine zweite Antriebsmotorvor richtung oder einen zweiten Antriebsmotor 22, welche imstande sind, jeweils den Spindelstock 14 und den Reitstock 16 aufeinander zu- und voneinander weg zubewegen. Die Antriebsmotoren können den Spindelstock 14 und den Reitstock 16 zum Beispiel in eine vollständig eingefahrene Position bringen oder in eine Zylinder-Halteposition verfahren, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die Antriebsmotoren 20 und 22 können getrennt betätigt werden, so daß der Spindelstock 14 und der Reitstock 16 entweder unabhängig voneinander oder gemeinsam gesteuert werden können. Obwohl hier nicht dargestellt, kann auch nur ein einziger Antriebsmotor mit einer Leitspindel (nicht dargestellt) mit gegenläufi gen Gewinden (nicht dargestellt) verwendet werden, wobei die beiden Spindelen den dafür sorgen, daß der Spindelstock 14 und der Reitstock 16 gleichzeitig aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden, wenn die Leitspindel angetrieben wird. Die Verwendung von getrennten Antrieben für den Spindelstock 14 und den Reitstock 16 ermöglicht das Laden von Zylindern 24 unterschiedlicher Länge mit Hilfe etwa eines Deckenlaufkrans, dessen Verfahrweg zum Beispiel im rechten Winkel zu der Rotationsachse des Zylinders 24 verläuft. Es sei jedoch darauf verwiesen, daß auch ein feststehender Spindelstock 14 und Reitstock 16 in Verbindung mit einem angetriebenen Reitstock 16 bzw. Spindelstock 14 verwen det werden können, wenn zum Beispiel ein Zylinderlademechanismus (nicht dargestellt) den Zylinder 24 lädt, indem er ihn in eine Richtung bewegt, die im allgemeinen parallel zur Drehachse der Graviermaschine 10 ist.

Wie am besten in Fig. 1 dargestellt, umfaßt der Zylinder 24 ein erstes Ende 24b und ein zweites Ende 24c, die beide aufnehmende Öffnungen (nicht dargestellt) zur Aufnahme der Enden 16a bzw. 14a aufweisen. Im allgemeinen weisen die Enden 14a und 16a eine konische Form auf und entsprechen der Form der aufnehmenden Öffnungen, um den Zylinder 24 an einer Gravierstation 26 der Graviermaschine 10 zu halten. Wenn, obgleich nicht dargestellt, ein Zylinder mit Schaft graviert werden soll, dann würden der Spindelstock 14 und der Reitstock 16 jeweils eine Einspannvorrichtung oder ein Spannfutter (nicht dargestellt) umfassen, um den Zylinder 20 an der Gravierstation 26 auf drehbare Weise zu halten.

Die Graviermaschine 10 umfaßt auch einen Gravierkopf 28 mit einem Schneide werkzeug oder einer Gravierspitze 30 (Gravierstichel) zum Gravieren einer Ober fläche 24a am Zylinder 24. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt die Oberfläche 24a vorzugsweise eine Kupferbeschichtung der Art, wie sie beim Gravuren-Gravieren verwendet wird. Der Gravierkopf 28 ist verschiebbar an einem Schlitten 32 befestigt, so daß eine dritte Antriebsvorrichtung oder ein dritter Antriebsmotor 27 den Gravierkopf 28 in einer im allgemeinen radialen Richtung im Hinblick auf die Mittelachse des Zylinders 24 zum Zylinder 24 hin und von diesem weg bewegen kann. Der Schlitten 32 ist ebenfalls auf verschiebbare Weise auf dem Maschinenbett 12 montiert, so daß er die gesamte Oberfläche 24a des Zylinders 24 in Richtung des Doppelpfeils 36 aus Fig. 1 abfahren kann. Man beachte, daß diese Richtung im allgemeinen parallel zu der Achse des Zylinders 24 verläuft. Die Graviermaschine 10 umfaßt auch eine Leitspindel (nicht dargestellt), sowie Antriebsmotoren (nicht dargestellt), um den Schlitten 32 in der Richtung des Doppelpfeils 36 zu bewegen. Verschiedene Merkmale der folgenden Patente, die im Graviersystem und dem Gravierverfahren der vorliegenden Erfindung verwen det werden können, ähneln jenen, die in den US-Patenten Nr. 5.424.845, 5.424.846, 5.438.422, 5.440.398, 5.454.306, 5.492.057 und 5.329.215 dargestellt werden, die an denselben Abtretungsempfänger abgetreten worden sind, wie die vorliegende Erfindung und die per Bezugnahme in die vorliegende Erfindung als deren Bestandteile aufgenommen werden.

Die Graviermaschine 10 umfaßt auch eine Antriebsvorrichtung oder einen An triebsmotor 11, während sie auf drehbare Weise die Haltewelle 14a antreibt, um auf drehbare Weise den Zylinder 24 anzutreiben, wenn er von einer Gravier steuerung 38 erregt wird. In dieser Hinsicht umfaßt die Graviermaschine 10 die Graviersteuerung 38, die im allgemeinen den Betrieb der Graviermaschine 10 steuert und auch alle Antriebsmotoren, wie zum Beispiel die Antriebsmotoren 11, 20, 22 und 27 steuert. Die Antriebsmotoren 11, 20, 22 und 27 reagieren wahlweise auf die Graviersteuerung 38.

Die Graviermaschine 10 umfaßt weiter eine Bildverarbeitungsvorrichtung oder einen Bildverarbeitungscomputer 40, der an die Steuerung 38 gekoppelt ist, um digitale Bilddaten zu erzeugen, die mit einem zu verarbeitenden und/oder von der Graviermaschine 10 zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen. Ein ge eigneter Bildverarbeitungscomputer 40 ist die Bildverarbeitungs-Workstation, Modell-Nr. IPW-2000, die von der Firma Ohio Electronic Engravers Inc. in Dayton, Ohio, erhältlich ist, bei der es sich um den Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung handelt.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Werkzeugweges schafft, der von der Gravierspitze 30 verfolgt wird, um eine Reihe von gravierten Bereichen als Reaktion auf einen Strom von digitalen Bilddaten zu gravieren. In dieser Hinsicht umfaßt die Graviermaschine 10 mindestens einen Digitalsignalprozessor oder eine Verarbeitungsvorrichtung (schematisch als Block 42 in Fig. 1 dargestellt), die an die Steuerung 38 gekoppelt ist, um beliebige Bilddaten oder Signale, die von der Steuerung 38 empfangen werden, zu verarbeiten, zu filtern und das empfangene Signal als Reaktion auf verschiedene Rückmeldeinformationen in der im folgenden beschriebenen Weise einzustellen. Die Verarbeitungsvorrichtung 42 ist auch an einen Verstärker 53 gekoppelt, um ein Signal, das durch die Verarbeitungsvorrichtung erzeugt wurde, für die Übertragung zu einem Gravierkopf 28 zu verstärken, um den Gravierkopf 28 zu erregen, damit dieser die Gravierspitze 30 bewegt, um ein Muster gravierter Bereiche auf der Zylinderoberfläche 24a zu gravieren.

Wie am besten in Fig. 2 dargestellt, umfaßt der digitale Signalprozessor 42 eine Werkzeugwegvorrichtung oder eine Werkzeugwegsteuerung 44, um einen Gravier werkzeugweg zu erzeugen, der von der Gravierspitze 30 verfolgt wird, um die Gravierung auszuführen.

Im allgemeinen ist der Prozessor 42 in der Lage, eine Mehrzahl an digitalen Kontrollpunkten, wie zum Beispiel die Punkte 62a-62i in Fig. 3, als Reaktion auf einen digitalen Bilddatenstrom 60, der von der Graviersteuerung 38 empfangen wird, zu erzeugen. Die Graviersteuerung 38 empfängt den digitalen Bilddatenstrom 60 vom früher erwähnten Bildverarbeitungscomputer 40 (Fig. 1). Das Verfahren und die Vorrichtung zum Erzeugen der Kontrollpunkte aus den digitalen Bilddaten und zum Erzeugen eines Gravierwerkzeugweges als Reaktion auf diese Kontroll punkte wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2-6 beschrieben.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt der Prozessor 42 die Werkzeugwegsteuerung 44, umfassend eine Erzeugungsvorrichtung oder einen Generator 46 zum Empfang der digitalen Bilddaten von der Steuerung 38 und zum Erzeugen einer Vielzahl an Kontrollpunkten, wie zum Beispiel die zuvor erwähnten Kontrollpunkte 62a-62i, die in Fig. 3 dargestellt sind. Der Generator 46 empfängt die Bilddaten in der Form des Stromes 60 (Fig. 3) von digitalen Dichtewerten, wie z. B. die Dichtewerte, die in Fig. 3 mit 60a, 60b, . . . 60l gekennzeichnet sind. Zur Vereinfachung der Dar stellung werden die Dichtewerte als Prozentsätze dargestellt, wobei 0% Dichte einen weißen oder nicht gravierten Bereich darstellt, und 100% Dichte einen vollkommen schwarz gravierten Bereich darstellt.

In der beschriebenen Ausführungsform umfaßt der Strom 60 aus digitalen Dichte werten vier (4) Datenwerte für jeden zu gravierenden Bereich. Der Kontrollpunktgenerator 46 empfängt die Datenwerte und erzeugt die Vielzahl an Kontrollpunkten 62a-62i (Fig. 3) als Reaktion darauf. Somit werden zum Beispiel die Bilddatenwerte 60a-60d vom Bilddatenstrom 60 vom Generator 46 empfangen, und es wird als Reaktion darauf eine Vielzahl an entsprechenden Kontrollpunkten 62a-62c erzeugt.

Die Werkzeugwegsteuerung 42 umfaßt auch einen Kurven anpasser/Werkzeugweggenerator 48, der die Vielzahl an Kontrollpunkten 62a-62i empfängt und als Reaktion darauf einen Werkzeugweg erzeugt, wie zum Beispiel den Werkzeugweg 64 in Fig. 3. Zur Veranschaulichung in Bezug auf Fig. 3 wird der Abschnitt 64a des Werkzeugweges 64 mit Hilfe der erzeugten Kontrollpunkte 62a-62c erzeugt. Auf ähnliche Weise werden der Abschnitt 64b und 64c des Werkzeugweges 64 mit Hilfe der Kontrollpunkte 62d-62f bzw. 62g-62i erzeugt.

In der beschriebenen Ausführungsform umfaßt der Kurven anpasser/Werkzeugweggenerator 48 einen Interpolator einer kubischen Spline oder eine Kurvenanpassungsroutine oder eine Vorrichtung, die in einem geeigneten Speicher (nicht dargestellt) des Prozessors 42 vorhanden ist, um die Kontroll punkte zu empfangen, wie zum Beispiel die Punkte 62a-62i, und um den Werk zeugweg 64 als Reaktion darauf zu erzeugen. In der beschriebenen Ausführungs form unterbricht der Generator 48 den Werkzeugweg 64 in 32 getrennte Datenseg mente, von denen einer als 64d in Fig. 3 dargestellt ist. Diese 32 getrennten Daten segmente werden letztendlich zum Feineinstellungsprozessor 52 übertragen, wie dies später noch genauer beschrieben wird. In dieser Hinsicht können Kurven anpassungstechniken, die in Numeric Recipes in C the Art of Scientific Compu ting, zweite Ausgabe, Cambridge University Press, Abschnitt 3.3 - Cubic Spline Interpolation, dazu verwendet werden, um eine Kurve an die verarbeiteten Kon trollpunkte anzupassen.

Der Digitalsignalprozessor 42 und die Werkzeugwegsteuerung 44 umfassen weiter eine Synchronisationsvorrichtung oder eine Synchronisationsroutine 50 für den Empfang von Maschinensynchronisationssignalen von der Graviersteuerung 38 und zum Synchronisieren des digitalen Werkzeugweges 64 mit der Drehung des Zylinders 24. Der Betrieb des Kontrollpunktgenerators 46, des Werkzeugweggene rators 48 und der Synchronisationsroutine 50 werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 5A, 5B und 6 beschrieben.

Der Betrieb beginnt beim Entscheidungsblock 80 (Fig. 5A), wo der Kontrollpunkt generator 46 die Datenwerte 60a-60l in Vierergruppen unterteilt und bestimmt, ob jeder der vier (4) Bilddatenwerte, wie zum Beispiel die Werte 60a-60d in Fig. 3, ein Halbton ("CT")-Bild darstellt. In diesem Zusammenhang sollte darauf hinge wiesen werden, daß die Bilddatenwerte 60a-60d einen Bildintensitätswert und einen Indikator umfassen, welcher bezüglich der Datenquelle zwischen "CT" und "LW" unterscheidet. Wenn die Entscheidung am Entscheidungsblock 80 negativ ist, stellt der Bilddatenwert, der vom Kontrollpunktgenerator 46 von der Steuerung 38 empfangen wurde, ein Zeilenarbeits-("LW")-Bild dar.

Der Kontrollpunktgenerator 46 wählt (Block 81) entsprechende Einrichtewerte (nicht dargestellt) aus, die bei der Verarbeitung des LW-Bilddatenwertes verwen det werden. Die Einrichtewerte, welche bei dieser Verarbeitung verwendet werden, umfassen die WS-Verstärkung, die GS-Verstärkung und die Verschiebewerte, wie dies in den OEE-Patenten 5.424.848 und 5.621.533 gelehrt wird, welche hiermit durch Referenz in diese Beschreibung aufgenommen werden und einen Bestandteil derselben darstellen. Wenn die Entscheidung am Entscheidungsblock 80 ja lautet, stellt der Bilddatenwert ein CT-Bild dar, und die Routine läuft zu Block 82 weiter, wo sie die CT-Einrichtewerte auswählt, welche vom Kontrollpunktgenerator 46 verwendet werden.

Die Routine läuft zu Block 84 weiter, wo der Kontrollpunktgenerator 46 eine Vielzahl von Impulsfrequenzteilern bestimmt, die dazu verwendet werden, um die Bilddatenwerte 60a-60d (Fig. 3) zu skalieren. Der Kontrollpunktgenerator 46 bestimmt oder berechnet zuerst mit Hilfe der CT-Einrichtewerte einen Impuls frequenzteiler für die volle Zelltiefe (Block 84), und ein Impulsfrequenzteiler für die Kanaltiefe (Block 86) wird ebenfalls mit Hilfe der CT-Einrichtewerte berech net.

Bei den Blöcken 88 und 90 (Fig. 5A) wird ein Impulsfrequenzteiler für die volle Zelltiefe für LW bzw. ein Impulsfrequenzteiler für die Kanaltiefe für LW berech net.

Nach den Blöcken 86 und 90 läuft die Routine zu Block 92 weiter, wo der Kontroll punktgenerator 46 eine Gesamtdichte in Prozent der Summe von vier (4) Bilddatenwerten berechnet. Am Entscheidungsblock 94 wird festgelegt, ob die Gesamtdichte kleiner ist als ein Prozent (1%), was einen nicht gravierten Bereich anzeigen würde. Wenn dies der Fall ist, läuft die Routine zu Block 96 weiter, wo der Kontrollpunktgenerator 46 Kontrollpunkte zuweist und speichert, die dazu führen, daß die Gravierspitze 30 während des eigentlichen Gravierens über die Oberfläche 25a des Zylinders 24 positioniert wird. Danach ist die Routine abge schlossen.

Wenn die Entscheidung am Entscheidungsblock 94 negativ ist, läuft die Routine zum Entscheidungsblock 98 (Fig. 5B) weiter, wo bestimmt wird, ob eine Mehrfachfrequenzzelle oder ein gravierter Bereich benötigt wird. In der beschrie benen Ausführungsform lautet die Antwort für die Mehrfachfrequenzentscheidung (Block 98) ja, wenn beide Bedingungen gegeben sind, wo der erste Datenwert größer ist als die Summe des zweiten und dritten Datenwertes (zum Beispiel 60a < (60b + 60c)), und der vierte Datenwert größer ist als die Summe des zweiten Datenwertes und des dritten Datenwertes (zum Beispiel 60d (60b + 60c)).

Fig. 4 zeigt einen weiteren Strom 66 von Bilddatenwerten, der eine Vielzahl an Dichtewerten 66a-66l umfaßt. Man beachte, daß in der in Fig. 4 dargestellten Abbildung die Dichtewerte 66e-66h Dichtewerte von Schwarz (100%) bis Weiß (0%) bis Weiß (0%) bis Schwarz (100%) zeigen, wodurch mehrfrequenzgravierte Bereiche angezeigt werden, weil 66e < (66f + 66g) ist und 66h < (66f + 66g) ist.

Die durch diese Dichtewerte repräsentierten gravierten Bereiche werden durch die gravierten Bereiche 65a und 65b dargestellt, die durch den Werkzeugweg 65 festgelegt werden, der mit Hilfe der Dichtewerte 66a-66l erzeugt wurde. Die Erzeugung und Ausführung zur Erzeugung des Werkzeugweges 65 (Fig. 4), der mehrere gravierte Bereiche repräsentiert, wird im folgenden beschrieben.

Wenn die Antwort am Entscheidungsblock 98 (Fig. 5B) negativ ist, ist ein mehr frequenzgravierter Bereich nicht erforderlich, und die Routine läuft zu Block 100 weiter, wo ein Eintrittskontrollpunkt oder eine Position und Tiefe bestimmt wird. In dieser Hinsicht wird ein Eintrittspunkt, wie zum Beispiel der Punkt 62a in Fig. 3, bestimmt, und es wird eine Eintrittstiefe (gekennzeichnet durch Ed in Fig. 3) durch Anwendung des entsprechenden CT- oder LW-Kanal-Impulsfrequenzteilers am ersten Bilddatenwert bestimmt, bei dem es sich in diesem Beispiel um 60a handelt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Tiefe Ed die Tiefe ist, mit der die Gravierspitze 30 in die Oberfläche 24a eindringt. Auf ähnliche Weise wird bei Block 102 eine Mittelpunktposition 62b und eine Mittelpunkttiefe (gekennzeichnet als Cd in Fig. 3) bestimmt. Die Mitteltiefe Cd wird durch Anwendung des Volltiefen-Impulsfrequenzteilers an der zuvor berechneten Gesamtprozentdichte (Block 102 in der Fig. 5B) bestimmt. Die Mittelpunktposition wird durch Berech nung der Mitte der Bilddichte der Datenwerte 60a-60d und Aufsuchen des Kon trollpunktes 62b bestimmt, so daß eine gleiche Menge an Dichte links und rechts von 62b vorhanden ist. Somit wird die Mitte der gravierten Zelle zu den dichteren Bilddatenwerten hin verschoben, um die Qualität der Bildwiedergabe zu ver bessern. Dieses Merkmal ist in Bezug zum gravierten Bereich 75 in Fig. 4A und dem damit im Zusammenhang stehenden Kontrollpunkt 71a-71c dargestellt. Die Routine läuft zu Block 104 weiter, wo eine Austrittspunktposition (gekennzeichnet als Punkt 62c in Fig. 3) und eine dazugehörige Austrittstiefe Exd bei Block 104 bestimmt wird. Danach ist die Routine abgeschlossen.

Wenn ein mehrfrequenzgravierter Bereich benötigt wird, ist die Entscheidung am Entscheidungsblock 98 bestätigend. Die Routine läuft, wie dargestellt, zu Block 106 weiter, wo der Kontrollpunktgenerator 46 damit fortfährt, Kontrollpunkte, wie zum Beispiel die Punkte 70a, 70b und 70c, für die erste Untergruppe von Bilddatenwerten 66e und 66f zu erzeugen, sowie Kontrollpunkte 70d, 70e und 70f für die zweite Bilddaten-Untergruppe, die durch die Dichtewerte 66g und 66h dargestellt ist.

Wie in Fig. 4 dargestellt, teilt die Routine den Bilddatenwertstrom 66 in Unter gruppen zu vier Datenwerten auf, welche mehrere gravierte Bereiche repräsentie ren. In der beschriebenen und in Fig. 4 gezeigten Darstellung wird der dazugehöri ge Werkzeugweg 65 letztlich dazu erzeugt, um die Gravierspitze 30 entsprechend anzutreiben, um dual- oder doppelfrequenzgravierte Bereiche zu gravieren, wie zum Beispiel die Bereiche 65a und 65b, die in Fig. 4 dargestellt sind. Der Vorgang der Ausführung für die Verarbeitung von Mehrfrequenzdatenwerten wird nun beschrieben.

Bei Block 106 in Fig. 5B berechnet der Kontrollpunktgenerator 46 eine Gesamt dichte für das erste Paar an Datenwerten, wie zum Beispiel die Datenwerte 66e und 66f in Fig. 4. Die Routine läuft zu Block 108 weiter, wo der Kontrollpunktgenera tor 46 eine Mitte der Bilddichte für dieses erste Paar an Datenwerten bestimmt. Bei Block 110 bestimmt der Kontrollpunktgenerator 46 dann eine erste Eintrittskon trollpunktposition, wie zum Beispiel den Kontrollpunkt 70a, der in Fig. 4 darge stellt ist, und die dazugehörige Eintrittstiefe. Die erste Eintrittspunkttiefe wird mit Hilfe des ersten Datenwertes 66e und durch Anwenden des Kanaltiefen-Impuls frequenzteilers daran bestimmt. Bei Block 112 bestimmt der Kontrollpunktgenera tor 46 eine erste Mittelpunktposition (Punkt 70b in Fig. 4) und die Tiefe. Der erste Mittelpunkt 70b wird in die Mitte der Bilddichte gesetzt, und die mit ihm im Zusammenhang stehende Tiefe wird durch Anwenden des Volltiefen-Impuls frequenzteilers an der Prozentgesamtdichte für das erste Paar an Datenwerten 66e und 66f eingestellt. Bei Block 114 wird eine erste Austrittsposition (Punkt 70c) und die damit im Zusammenhang stehende Tiefe bestimmt.

Die Gravierspitze 30 tritt aus der Oberfläche 24a beim Austrittspunkt 70c aus. Dieser Punkt 70c ist ein Abstand D₁ (Fig. 4) zu einem Startpunkt SP. Dieser Ab stand D₁ ändert sich relativ zum Gesamtabstand D₂ im selben Verhältnis wie die Gesamtprozentdichte, die bei Block 106 in Fig. 5B berechnet wird.

Der Kontrollpunktgenerator 46 setzt dann fort, um die Kontrollpunkte 70d-70f zu bestimmen, die mit der zweiten Bilddatenwert-Untergruppe (Werte 66g und 66h in der in Fig. 4 gezeigten Darstellung) im Zusammenhang stehen. Demgemäß be stimmt der Kontrollpunktgenerator 46 bei Block 116 (Fig. 5B) eine Gesamtdichte für das zweite Paar an Datenwerten 66g und 66h. Bei Block 118 sucht der Kon trollpunktgenerator 46 eine Mitte der Bilddichte für die zweite Bilddaten-Unter gruppe. Bei Block 120 werden danach eine zweite Eintrittsposition und ein Tiefen kontrollpunkt (Punkt 70d in Fig. 4) bestimmt. Die Gravierspitze 30 tritt in die Oberfläche 24a am Eintrittspunkt 70d ein. Dieser Punkt 70d ist ein Abstand D₃ (Fig. 4) zu einem Endpunkt EP. Dieser Abstand D₃ ändert sich relativ zum Ge samtabstand D₂ im selben Verhältnis wie die bei Block 116 in Fig. 5B berechnete Gesamtprozentdichte.

Die Routine läuft zu Block 122 (Fig. 5B) weiter, wo eine zweite Mittelposition (Punkt 70e) und ein Tiefenkontrollpunkt bestimmt werden. Der zweite Mittelpunkt 70e (Fig. 4) wird an eine Mitte der Bilddichte des zweiten Paares der Datenwerte 66g und 66h gesetzt. Die zweite Mittelpunkttiefe wird durch Anwendung des Voll tiefen-Impulsfrequenzteilers (bestimmt bei Block 84 für CT-Daten oder 88 für LW-Daten in Fig. 5A) an der Prozentgesamtdichte (Block 116 in Fig. 5B) für das zweite Paar an Datenwerten 66g und 66h eingerichtet. Bei Block 124 werden eine zweite Austrittsposition (Punkt 70f) und eine Tiefenkontrolle bestimmt. Die Tiefe des zweiten Austrittspunktes 70f wird unter Verwendung des letzten Datenwertes 66h und Anwendung des Kanaltiefen-Impulsfrequenzteilers (Block 86 oder 90 in Fig. 5A) bestimmt.

Nachdem alle Kontrollpunkte 70a-70f vom Kontrollpunktgenerator 46 erzeugt wurden, werden sie zum Kurvenanpasser/Werkzeugweggenerator 48 übertragen, der die erzeugten Kontrollpunkte 70a-70f verarbeitet, die im Speicher, wie 32406 00070 552 001000280000000200012000285913229500040 0002019823792 00004 32287 zum Beispiel einem Kontrollpunktzwischenspeicher (nicht dargestellt) gespeichert werden. Der Kontrollpunktgenerator 46 interpoliert oder "paßt" eine entsprechende Kurve an die Kontrollpunkte 70a-70f an, um den Werkzeugweg (wie zum Beispiel den Werkzeugweg 65 in Fig. 4) zu erzeugen. Dieser Werkzeugweg 65 wird im Speicher, wie zum Beispiel einem Ausgabezwischenspeicher (nicht dargestellt), abgelegt und in der Folge dazu verwendet, um ein Gravierantriebssignal zur Erre gung des Gravierkopfes 28 zu erzeugen.

Der Digitalsignalprozessor 42 umfaßt auch die früher erwähnte Synchronisations vorrichtung oder Synchronisationsroutine 50 für den Empfang von Maschinensynchronisationssignalen von der Graviersteuerung 38 und zum Syn chronisieren des erzeugten Werkzeugweges, wie zum Beispiel des Werkzeugweges 64 oder 65, mit der Graviermaschine 10. Die Synchronisationsroutine wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Die Routine beginnt bei Block 126 mit dem Einlesen eines Abschnittes, wie zum Beispiel des Abschnittes 64d (Fig. 3) des Werkzeugweges 64.

Die Routine überträgt den erzeugten Werkzeugweg zum Feineinstellungsprozessor 52 (Fig. 2) zur Verwendung auf die im folgenden zu beschreibende Weise (Block 128 in Fig. 6).

Die Routine sammelt auch den einlangenden Bilddatenstrom 60 und veranlaßt zum Beispiel die Erzeugung des Werkzeugweges 64 als Reaktion darauf. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, daß die Routine von der Steuerung 38 Bilddaten 60 mit einer Geschwindigkeit von jeweils 4 Datenwerten (z. B. die Werte 60a-60d in Fig. 3) für jeden einzelfrequenzgravierten Bereich, wie zum Beispiel den Bereich 67 (Fig. 3) empfängt. Im wesentlichen simultan damit überträgt die Routine die Daten des Werkzeugweges 64 zum Feineinstellungsprozessor 52 mit einer Ge schwindigkeit von 32 Datenwerten oder Segmenten (wie zum Beispiel dem Seg ment 64d in Fig. 3) pro einzelfrequenzgravierten Bereich (wie zum Beispiel dem Bereich 67 in Fig. 3).

Die Routine läuft danach zu Block 130 (Fig. 6) weiter, wo der Bilddatenstrom 60 (Fig. 3) von der Steuerung 38 mit 4 Datenwerten (z. B. 60a-60d) pro einzelfrequenzgraviertem Bereich empfangen wird.

Danach werden die Bilddaten, wie zum Beispiel die Daten 60a-60d, von der Werkzeugwegsteuerung 44 in einem geeigneten Speicher abgelegt.

Am Entscheidungsblock 134 wird bestimmt, ob die vier (4) Bilddatenwerte, wie zum Beispiel die Werte 60a-60d in Fig. 3, von der Werkzeugwegsteuerung 44 empfangen wurden. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Routine beendet. Wenn die Bilddatenwerte empfangen wurden, läuft die Routine zu Block 136 (Fig. 6) weiter, wo die Datenwerte 60a-60d in die Kontrollpunkte 62a-62c unter Anwen dung des zuvor erwähnten Kontrollpunktgenerators 46 auf die zuvor unter Be zugnahme auf Fig. 5A und 5B beschriebene Weise verarbeitet werden.

Bei Block 138 werden die Kontrollpunkte, wie zuvor hierin beschrieben, vom Werkzeugweggenerator 48 in den Werkzeugweg, wie zum Beispiel den Werk zeugweg 64 in Fig. 3, weiterverarbeitet. Danach ist die Synchronisationsroutine oder die Vorrichtung abgeschlossen, und der Werkzeugweg wird mit dem Betrieb der Graviermaschine 10 synchronisiert.

Vorteilhafterweise synthetisiert diese Erfindung den digitalen Bilddatenstrom 60 und die herkömmliche Abtastfunktion in einen Referenzwerkzeugweg oder eine Wellenform, welche den gewünschten Werkzeugweg repräsentiert, dem die Gra vierspitze 30 folgen soll. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die herkömm licherweise verwendete Abtastung direkt von den digitalen Bilddaten synthetisiert wird, wodurch eine viel größere Flexibilität und eine Verbesserung der Gravier qualität ermöglicht wird.

In der beschriebenen Ausführungsform werden die Bilddaten in die oben erwähn ten Kontrollpunkte umgewandelt, an denen die Gravierspitze 30 für jeden zu gravierenden Bereich (wie zum Beispiel den Bereich 67 in Fig. 3) eintreten (Punkt 62a in Fig. 3), die maximale Tiefe erreichen (Punkt 62b in Fig. 3) und austreten (Punkt 62c in Fig. 3) soll. Wie zuvor hierin erwähnt, werden die Kontrollpunkte danach vom Kurvenanpasser/Werkzeugweggenerator 48 dazu verwendet, den Werkzeugweg, wie zum Beispiel den Werkzeugweg 64, zu erzeugen, zu inter polieren oder "anzupassen", um den Gravierpfad festzulegen, dem die Gravier spitze 30 folgen wird. Als Ergebnis wird der Werkzeugweg 64 erzeugt und als Werkzeugweg für die Gravierspitze 30 verwendet, der direkt von den digitalen Bilddaten abgeleitet wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung die digitale Verzerrung des erzeugten Werkzeugweges ermöglicht, um zum Beispiel einen oder mehrere Mittelpunkte von gravierten Bereichen oder teilweise gravierten Bereichen, insbesondere an den Kanten eines Bildes (nicht dargestellt), zu verschieben. Somit repräsentieren, wie in Fig. 4A ersichtlich, die Bildwerte 69a-69d Dichten von 100% (Vollschwarz), 100% (Voll schwarz), 0% und 0%. Die meisten Graviersysteme des Standes der Technik mitteln diese Dichten, um eine Zelle (nicht dargestellt) mit einer Dichte von 50% zu erzeugen, die im allgemeinen in der Mitte der Region 74 liegt.

Im Gegensatz dazu werten die vorliegende Erfindung und der Kontrollpunkt generator 46 die Bilddaten aus und erzeugen entsprechende Kontrollpunkte 71a-71c, wie dargestellt. Diese Kontrollpunkte 71a-71c werden danach vom Werk zeugweggenerator 48 verwendet, um die Werkzeugwegkurve 73 zu erzeugen.

Man beachte, daß der Werkzeugweg einen verschobenen gravierten Bereich 75 festlegt, der den ursprünglich eingegebenen Bilddaten 69a und 69b präziser ent spricht.

Dieses Merkmal ermöglicht eine starke Verbesserung der Qualität der gravierten Bilder. In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 17 verwiesen, wo ein Kanji- Zeichen als Muster X dargestellt ist, das mittels herkömmlicher Graviertechnik graviert wurde. Im Gegensatz dazu wurde das Muster Y (Fig. 16) mit Hilfe der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung graviert. Man beach te, daß die horizontalen Linien X1 und Y1 (wie in Fig. 16 dargestellt) eine ver besserte Anordnung der gravierten Bereiche zeigen, was durch die Verschiebung eines gravierten Bereiches oder eines Abschnittes davon von Positionen wie zum Beispiel X2 erzielt wurde, was von herkömmlichen Graviertechniken benötigt würde.

Die Erfindung schafft weiter eine Feineinstellungsvorrichtung, einen Feinein stellungsprozessor, einen Feineinsteller oder ein Feineinstellungssystem 52 (Fig. 2) und ein Verfahren zum Kalibrieren und Feineinstellen des Gravierkopfes 28, so daß er dem erzeugten Werkzeugweg auf erwünschte oder präzise Weise folgen wird. Der Feineinsteller 52 ist über den Verstärker 53 an den Gravierkopf 28 gekoppelt, wobei der Verstärker das vom Feineinsteller 52 zur Bewegungserregung der Gravierspitze 30 am Gravierkopf 28 empfangene Graviersignal verstärkt.

Fig. 9 zeigt eine rohe Gravierkopf-Reaktionscharakteristik 53, welche eine Viel zahl an Spitzen zeigt, wie zum Beispiel die Spitzen 53a und 53b, die mit einer ersten Resonanz bzw. einer zweiten Resonanz des Gravierkopfes 28 im Zusam menhang stehen. Wie herkömmlicherweise bekannt ist, treten die erste und die zweite Resonanz bei einem typischen Gravierkopf typischerweise bei etwa 1800 kHz und bei etwa 5500 kHz auf. Wie ebenfalls herkömmlicherweise bekannt ist und wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, umfaßt ein typisches Graviersystem eine Vielzahl an Kerbfiltern, die sich am Gravierkopf 28 befinden, welche die zuvor erwähnten ersten und zweiten Resonanzen beseitigen, um eine Reaktionscharakte ristik 57 zu schaffen, die im allgemeinen gleichmäßig, aber im wesentlichen kontinuierlich abnehmend ist, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.

Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Anhebungsfiltervorrichtung oder einen Anhebungsfilter 56 zur Verarbeitung des Graviersignals, um eine im wesentlichen konstante Verstärkung oder eine lineare Antwortcharakteristik der durch die Antwortcharakteristik 58 in Fig. 11 gezeigten Art zu schaffen. Man beachte, daß die Antwortcharakteristik 58 im wesentlichen über einen größeren Frequenzbereich hinweg linear ist, um eine im wesentlichen konstante Verstärkung für Frequenzen zu ermöglichen, die sich dem Bereich von 10 000 kHz nähern oder unter diesem Wert liegen. Im allgemei nen erzielt die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung das zuvor Erwähnte durch Verstärkung des Graviersignals bei Frequenzen, die größer sind als eine Anhebungsfrequenz, welche in der beschriebenen Ausführungsform mindestens 1 kHz beträgt.

Um die in Fig. 11 dargestellte Art der Antwortcharakteristik zu erzielen, umfaßt die Feineinstellungsvorrichtung 52 mindestens einen oder eine Vielzahl an Filtern 54 und 56, der den Werkzeugweg (wie zum Beispiel den Werkzeugweg 64 in Fig. 3), welcher vom Digitalsignalprozessor 42 erzeugt wurde, verarbeitet oder filtert. Nachdem die Kerbfilter 54 den Werkzeugweg 64 verarbeitet haben, um die oben erwähnte erste und zweite Resonanz zu beseitigen, wird der Anhebungsfilter 56 angewandt, um das Signal zu filtern, um die in Fig. 11 dargestellte Antwort charakteristik 58 zu erzielen.

In der beschriebenen Ausführungsform kann die Kerbfilterung durch einen ein zelnen unendlichen Impulsantwortfilteralgorithmus erzielt werden, der in einem Digitalsignalprozessor, wie z. B. einem ADSP21062, erhältlich von Analog Devi ces Inc. von One Technology Way, Postfach 9106, Norwood, MA 02062, im plementiert ist. Ein zweiter unendlicher Impuls des Antwortfilters kann geschaffen werden, um den Anhebungsfilter der vorliegenden Erfindung zu implementieren.

Ein Algorithmus, der dazu verwendet werden kann, um die Kerb- und die Anhe bungsfilterung, die von den Filtern 54 und 56 erzielt wird, zu implementieren, ist der unendliche Impulsreaktions-(IIR)-Bi-Vierfach-Filter, wie er im ADSP-21000 Anwendungshandbuch (Application Handbook), Band 1, Abschnitt 4.2-IIR Filter von Analog Devices beschrieben ist, das bei Analog Devices Inc. in Norwood, MA, erhältlich ist und im Mai 1994 veröffentlicht wurde.

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß der Anhebungsfilter 56 eine im wesentli chen lineare oder abgeflachte Frequenzantwort (Antwort 58 in Fig. 11) ermöglicht, nachdem der Kerbfilter 54 die Antwortkurve mit einer gewünschten Antwort charakteristik modifiziert hat, so daß die Antwort des Gravierkopfes 28 die selbe Amplitude über einen größeren Frequenzbereich hinweg ermöglicht. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn doppelfrequenzgravierte Bereiche der Art, wie sie oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 dargestellt und beschrieben wurden, graviert oder implementiert werden, da der gefilterte Gravierkopf 28 mindestens 50% der maximalen Amplitude zum Beispiel bei einer Frequenz von 10 kHz, wie dar gestellt, erzielen muß.

In der beschriebenen Ausführungsform umfaßt die Feineinstellungsvorrichtung 52 weiter einen Feineinstellungscomputer, eine Schnittstellenvorrichtung oder eine Benutzerschnittstelle 150 (Fig. 2) zur Konfigurierung sowohl des Kerbfilters 54 als auch des Anhebungsfilters 56. Diese Schnittstelle 150 kann eine auf einem IBM-PC oder einem IBM-kompatiblen PC laufende Anwendungssoftware umfassen, die einen interaktiven Schnittstellenbildschirm 150a (Fig. 12) erzeugt. In dieser Hinsicht kann der Benutzerschnittstellen-Bildschirm 150a ein Fenster 150b zur Eingabe und/oder Einstellung von Parametern für die Kerbfilter 54 und den Anhebungsfilter 56 umfassen. In der beschriebenen Ausführungsform umfassen die Filterparameter einen Frequenzwert 152 und einen Kerbtiefenwert 154 für jeden der Kerbfilter 54. Ein ähnlicher Benutzerschnittstellen-Bildschirm (nicht dargestellt) wird ebenfalls für ähnliche Filterparameterwerte für den Anhebungs filter 56 geschaffen. In der beschriebenen Ausführungsform wandelt die Benutzer schnittstelle 150 (Fig. 2) die Parameterinformationen unter Zuhilfenahme der folgenden Koeffizientenformeln in Filterkoeffizienten um:

C₁=2C0S (0.000005*2*II*FREQ*1-DAMP²)*

_e(-0.000005*2*II*FREQ*DAMP)

C₂= _(e(-0.000005*2*II*FREQ*Damp)₎ ²

worin: "C₁" und "C₂" die IIR-Filterkoeffizienten sind, die vom Filter 54 bzw. 56 verwendet werden;
"FREQ" der vom Benutzer über die Benutzerschnittstelle 150 (Fig. 2) einge gebene Frequenzwert ist (Fig. 2); und
"DAMP" der Dämpfungswert für den Filter 54 und 56 ist, der vom Benutzer über die Benutzerschnittstelle 150 eingegeben wird.

"II" ist die universelle Konstante 3,14159 . . .

Die berechneten Koeffizienten C₁ und C₂ werden danach verwendet, um die aktuellen Koeffizienten der Kerbfilter 150 und 152 elektronisch einzustellen.

Vorteilhafterweise schafft diese Erfindung eine Vorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, auf interaktive Weise die Filterkoeffizientenwerte zu programmieren oder einzustellen, wobei es dem Benutzer ermöglicht wird, die Frequenzcharakteri stik des Gravierkopfes 28 elektronisch zu programmieren oder zu ändern, ohne dazu die mit dem Gravierkopf 28 im Zusammenhang stehende Hardware, wie zum Beispiel die Filter, zu ändern.

Das Graviersystem 10 umfaßt weiter eine digitale selbsttägige Rückmeldevor richtung oder eine Rückmeldesteuerung 156 (Fig. 2), welche zur Stabilisierung des Gravierkopfes 28 beiträgt, indem sie eine elektronische Dämpfung der natürlichen Resonanzen des Gravierkopfes 28 implementiert. In der beschriebenen Ausfüh rungsform ist die Rückmeldesteuerung 156 an eine Sensorschaltung 158 (Fig. 14) gekoppelt, die eine Position der Gravierspitze 30 und eine Geschwindigkeit der Gravierspitze 30 bestimmt und die Daten an die Rückmeldesteuerung 156 sendet (Fig. 2).

In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 13 einen Querschnitt eines typischen Läufers 170, der unbeweglich an einer Welle 172 befestigt ist und zwischen einem Paar Elektromagneten 174, die innerhalb eines Maschinenbettes des Gravierkopfes 28 befestigt sind, nach außen vorsteht, wie dies zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 5.029.011, 4.450.486, 4.438.460 und 4.357.633 gelehrt wird, die alle an den selben Abtretungsempfänger abgetreten wurden wie die vorliegende Erfindung und die hiermit als Referenz in diese Beschreibung aufgenommen und zum Bestandteil derselben gemacht werden. Der Läufer 170 arbeitet mit den Elektromagneten 174 zusammen, um Luftspalten 176 abzugrenzen. Auf eine allgemein bekannte Art und Weise schwingen, wenn die Elektromagnete 174 durch einen Wechselstrom erregt werden, der Läufer 170 und die Welle bis zu einem maximalen Bogen von etwa 0,25 Grad und mit einer Frequenz von zum Beispiel 3-5 kHz. Auf ebenso bekannte Art und Weise ist die Gravierspitze 30 an der Welle 172 über einen Haltearm (nicht dargestellt) befestigt und schwingt in der Folge als Reaktion auf die Schwin gung der Welle 172.

Die Erregung der Elektromagnete 174 erfolgt auf herkömmliche Art und Weise mit Hilfe der Windungen 178.

Die Sensorschaltung 158 umfaßt eine zweite Gruppe von Windungen 180, die sich rund um den Elektromagneten 174 herum befinden. In der beschriebenen Aus führungsform umfassen die Windungen 180 eine Sensorspule zur Messung des Magnetflusses, der im Elektromagnet des Läufers 170 vorhanden ist, welchen die Rückmeldesteuerung bzw. die Rückmeldevorrichtung 156 in eine momentane Position der Gravierspitze 30 umwandelt. Der im Elektromagneten vorhandene Magnetfluß ist die Summe zweier Quellen, nämlich der Antriebswindungen 178 und des aufgrund der Bewegung des Läufers induzierten Flusses. Die Windungen 180 erkennen den im Motor vorhandenen Magnetfluß, und eine elektronische Schaltung (158 in Fig. 14) subtrahiert den Fluß der Windungen 178, um die Flußkomponente der Geschwindigkeit des Läufers 170 zu erhalten.

Die Vorrichtung oder Schaltung 158 umfaßt einen stromfühlenden Widerstand 182, der sich, wie dargestellt, zwischen der Masse und einer niedrigen (-) Seite des Gravierkopfes 28 befindet. Die Schaltung 158 umfaßt auch einen Empfängerver stärker 184, der an die hohe (+) Windung 178A des Kopfantriebes (Fig. 13) und an die niedrige (-) Windung 178B des Kopfantriebes gekoppelt ist, um ein verstärktes Signal zu erzeugen, welches vom Integrationsverstärker 186 integriert wird. Das sich daraus ergebende integrierte Signal wird als Eingang in einen summierenden Verstärker 188 übertragen, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist.

Die Schaltung 158 umfaßt auch einen empfangenden Verstärker 190, der, wie dargestellt, an eine hohe (+) Seite 180A der Kopffühlung in Fig. 13 und eine niedrige (-) Seite (180B in Fig. 13) der Kopffühlung und quer über den Stromsen sorwiderstand 182 (Fig. 14) gekoppelt ist. Der empfangende Verstärker 190 empfängt die gemessenen Signale und erzeugt ein verstärktes Ausgangssignal, welches als zweiter Eingang vom summierenden Verstärker 188 und als einziger Eingang von einem Differentiatorverstärker 192 empfangen wird, wie dies dar gestellt ist.

Die Ausgänge des Differentiatorverstärkers 192 und dem empfangenden Ver stärkers 184 werden vom summierenden Verstärker 194 empfangen. Die summie renden Verstärker 188 und 194 summieren jeweils ihre jeweiligen empfangenen Eingänge und erzeugen ein Positionssignal bzw. ein Geschwindigkeitssignal oder geben diese aus. Es hat sich gezeigt, daß das Positionssignal und das Geschwin digkeitssignal mit der Position und der Geschwindigkeit des Läufers 170 und der Gravierspitze 30 übereinstimmen.

Die aufgenommenen Signale werden zu einem Benutzerschnittstellendekoder 154 (Fig. 2) zurückgeleitet. Der Schnittstellendekoder 154 stellt dem Benutzer über die Benutzerschnittstelle 150 auf die früher hierin beschriebene Art und Weise Ant wortdaten zum Gravierkopf 28 zur Verfügung.

Das System und das Verfahren der Erfindung umfassen eine Vorrichtung zur Schaffung einer interaktiven und automatisierten Feineinstellung des Gravier kopfes 28, die nun unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 beschrieben wird. Die Routine beginnt bei Block 200, wo der Feineinstellungsprozessor 52 den zuletzt übertragenen Wert für den Werkzeugweg 64 von der Werkzeugwegsteuerung 42 empfängt. Die Routine läuft zu Block 202 weiter, wo der Werkzeugwegwert vom Kerbfilter 54 mit Hilfe der Feineinstellungsfilterkoeffizienten verarbeitet wird, welche von der Benutzerschnittstelle 150 unter Anwendung vorherbestimmter Koeffizienten oder Filterkoeffizienten erzeugt werden, die als Reaktion auf Para meter erzeugt werden, die von einem Benutzer über die Benutzerschnittstelle 150 eingegeben wurden.

Bei Block 204 verarbeitet die Routine den Wert des Werkzeugweges mit dem Anhebungsfilter 56 unter Verwendung der Anhebungsfilterkoeffizienten weiter, die über die Benutzerschnittstelle 150 unter Verwendung vorherbestimmter Koeffi zienten oder Filterkoeffizienten eingegeben wurden, welche als Reaktion auf Parameter erzeugt wurden, die von einem Benutzer über die Benutzerschnittstelle 150 eingegeben wurden.

Beim Entscheidungsblock 206 wird bestimmt, ob ein Benutzer einen Feineinstellungsparameteraktualisierungsbefehl durch Eingabe eines neuen oder anderen Parameters mit Hilfe der Benutzerschnittstelle 150a eingegeben hat, wobei in diesem Fall die neuen Filterkoeffizienten für den Filter 54, die von der Benutzerschnittstelle 150 erzeugt werden, vom Feineinstellungsprozessor 52 in einem geeigneten Zwischenspeicher (nicht dargestellt) gespeichert werden (Block 209 in Fig. 7).

Wenn die Entscheidung am Entscheidungsblock 206 negativ ist, läuft die Routine zu Block 208 weiter, wo bestimmt wird, ob ein Benutzer neue Anhebungsfilter parameter eingegeben hat, wodurch ein Aktualisierungsbefehl für den Anhebungs filter 56 angezeigt wird. Wenn dies der Fall ist, läuft die Routine zu Block 210 weiter, wo neue Anhebungsfilterkoeffizienten, die von der Benutzerschnittstelle 150 erzeugt wurden, vom Feineinstellungsprozessor 140 in einem geeigneten Zwischenspeicher (nicht dargestellt) gespeichert werden.

Wenn die Entscheidung am Entscheidungsblock 208 negativ ist, läuft die Routine zum Entscheidungsblock 212 weiter, wo bestimmt wird, ob ein Kopfreaktionstestbefehl am Schnittstellendekoder 154 von der Benutzerschnitt stelle 150 empfangen wurde. Wenn dies der Fall ist, läuft die Routine weiter, um den Gravierkopf 28 mit einem Testmuster zu testen, welches zum Gravierkopf 28 gesandt wird. Während dieses Tests erzeugt die Rückmeldesteuerung/Vorrichtung 156 eine Rückmeldung oder gemessene Informationen bezüglich der momentanen Position und Geschwindigkeit der Gravierspitze 30 auf die zuvor hierin beschrie bene Art und Weise. Die aufgenommenen Daten bezüglich Position und Ge schwindigkeit werden auf eine später unter Bezugnahme auf Fig. 8 zu beschreiben de Weise zurück zum Schnittstellendekoder 154 und letztlich zur Benutzerschnitt stelle 150 geleitet.

Wenn der Entscheidungsblock 212 negativ ist oder die Blöcke 209, 210 und 214 abgeschlossen wurden, ist die Routine komplett.

Fig. 8 zeigt die interaktive/automatisierte Feineinstellungsbenutzerschnittstel lenvorrichtung oder -routine, welche bei Block 220 beginnt, wo Informationen von einem Benutzer über die Benutzerschnittstelle 150 eingegeben werden. In der beschriebenen Ausführungsform können solche Informationen zum Beispiel eine automatische Feineinstellungsanforderung, Filterparameterinformationen, wie zum Beispiel Filterkerbtiefe, Filterfrequenzwechselanforderungen und/oder einen Kopfreaktionsanforderungsbefehl, wie er oben erwähnt wurde, umfassen, um die Reaktionsfähigkeit des Gravierkopfes 28 zu überprüfen.

In dieser Hinsicht kann der Benutzerschnittstellenbildschirm 150a elektronische Tasten (nicht dargestellt) umfassen, die es einem Bediener ermöglichen, diese verschiedenen Befehle auszuwählen oder einzugeben.

Die Routine läuft zum Entscheidungsblock 222 weiter, wo festgelegt wird, ob ein Benutzer eine Anforderung eingegeben hat, eine Frequenz oder Kerbtiefe des Fil ters 54 zu ändern. Wenn er dies getan hat, läuft die Routine zu Block 224 weiter, wo der Benutzerschnittstellencomputer 150 die Filterkoeffizienten für den Filter 54 neu berechnet und an den Feineinstellungsprozessor 52 schickt und danach ab bricht. Wie hierin zuvor erwähnt, zeigt Fig. 12 eine geeignete Benutzerschnittstelle 150a, die es einem Benutzer ermöglicht, derartige Informationen einzugeben.

Wenn die Entscheidung am Entscheidungsblock 222 negativ ist, läuft die Routine zu Block 226 weiter, wo bestimmt wird, ob die Frequenzänderung des Anhebungs filters 56 vom Benutzer angefordert wurde. Wenn dies der Fall ist, läuft die Routi ne zu Block 228 weiter, wo die Benutzerschnittstelle 150 die Filterkoeffizienten als Reaktion auf die vom Benutzer eingegebene neue Frequenz neu berechnet und sie zum Feineinstellungsprozessor 52 schickt und danach abbricht. Nach den Neube rechnungen der Filterkoeffizienten für die Filter 54 und 56 sendet die Schnittstelle 150 die neuen Kerbfilterkoeffizienten und Anhebungsfilterkoeffizienten an die Kerbfilter 54 und den Anhebungsfilter 56, um die Filter 54 und 56 als Reaktion darauf elektronisch einzustellen, wie dies zuvor hierin beschrieben wurde.

Wenn die Entscheidung am Entscheidungsblock 226 negativ ist, läuft die Routine zum Entscheidungsblock 230 weiter, wo bestimmt wird, ob der Benutzer eine automatische Feineinstellungsanforderung eingegeben hat. Wenn dies der Fall ist, sendet der Schnittstellendekoder 154 den Befehl, einen Kopfreaktionstest durch zuführen, zur Rückmeldesteuerung/Vorrichtung 156 (Block 232). An diesem Punkt stoppt der Feineinstellungsprozessor 52 die Verarbeitung der aktuellen Werk zeugwegdaten, die über die Leitung 52a von der Werkzeugwegsteuerung 44 empfangen wurden, und beginnt damit, Testmusterdaten zu verarbeiten, die im Speicher des Feineinstellungsprozessors 52 gespeichert sind.

Nach dem Gravieren des Testmusters empfängt die Rück meldesteuerung/Vorrichtung 156 die aufgenommene und aktuelle Position der Gravierspitze 30, die von den Sensoren 158 (Fig. 14) wie zuvor hierin beschrieben aufgenommen wurden. Diese Informationen werden zum Dekoder 154 und zum Benutzerschnittstellencomputer 150 zurückübertragen, um angezeigt und ausge wertet zu werden (Block 234).

Wenn der Benutzerschnittstellencomputer 150 bestimmt, daß eine nicht akzeptable Differenz zwischen der aktuellen Reaktion der Gravierspitze 30 und der erwünsch ten Reaktion der Gravierspitze 30 vorhanden ist, berechnet der Benutzerschnitt stellencomputer 150 die Filterkoeffizienten C₁ und C₂ als Reaktion darauf elektro nisch neu und stellt sie entsprechend ein (Block 236).

Vorteilhafterweise sollte darauf hingewiesen werden, daß diese Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Feineinstellung eines Gravier kopfes 28 als Reaktion auf eine von einem Benutzer angeforderte automatische Feineinstellungsanforderung schafft.

Bei Block 238 werden neue und/oder eingestellte Filterkoeffizienten zu den Filtern 54 und 56 gesendet, wodurch automatisch die Reaktionscharakteristik 58 (Fig. 11) eingestellt wird. Nach Block 238 oder wenn die Entscheidung beim Entschei dungsblock 230 negativ ist, wird die Routine beendet.

Fig. 15 zeigt eine schematische Darstellung eines gesamten Betriebsverfahrens, welches beim Einschalten des Systems beginnt, wobei die Werkzeugwegsteuerung 44 (Block 240), der Feineinstellungsprozessor (Block 242) und der interakti ve/automatisierte Feineinstellungscomputer 150 (Block 244) gestartet werden. Beim Entscheidungsblock 246 wird bestimmt, ob ein Benutzer eine Feinein stellungsmodifizierungsanforderung eingegeben hat, und wenn er das nicht getan hat, wird die Routine wie dargestellt (Entscheidungsblock 246) wiederholt. Wenn die Entscheidung beim Entscheidungsblock 246 ja lautet, läuft die Routine zu Block 248 weiter, wo die Benutzerschnittstellenroutine (unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben) ausgeführt wird. Danach kehrt die Routine, wie dargestellt, zum Entscheidungsblock 246 zurück.

Der Feineinstellungsprozessor 52 umfaßt eine interne Uhr oder einen Zeitgeber (nicht dargestellt), der so eingestellt ist, daß er periodisch 200 000 Mal pro Sekun de abläuft. Wenn am Entscheidungsblock 250 bestimmt wird, daß der Zeitgeber abgelaufen ist, läuft die Routine zu Block 252 weiter, wo die unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebene Feineinstellungsprozessorroutine ausgeführt wird. Danach, oder wenn die am Entscheidungsblock 250 getroffene Entscheidung negativ ist, kehrt die Routine wie dargestellt zum Entscheidungsblock 250 zurück.

Beim Entscheidungsblock 254 wird bestimmt, ob ein Maschinensynchronisie rungssignal (nicht dargestellt) durch den Digitalsignalprozessor 42 von der Graviersteuerung 38 empfangen wurde. Wenn dies der Fall ist, wird die oben unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschriebene Synchronisationsroutine der Werkzeugweg steuerung ausgeführt. Danach, oder wenn die Entscheidung am Entscheidungs block 254 negativ ist, kehrt die Routine wie dargestellt zum Block 254 zurück.

Wenn gleich das hierin beschriebene Verfahren und die Form der Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung darstellen, muß darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung nicht auf genau dieses Verfahren und die Ausbildung der Vorrichtung beschränkt ist und daß Änderungen an beiden durchgeführt werden können, ohne dadurch vom Schutz umfang der Erfindung abzuweichen, der in den nachstehenden Ansprüchen festge legt ist.

Claims

1. Verfahren zum Gravieren eines Werkstückes mit einem Muster aus gravierten Bereichen auf einem Werkstück, umfassend die folgenden Schritte:

- das Erzeugen von Bilddaten, die einem zu gravierenden Bild ent sprechen;
- das Ableiten eines Werkzeugweges direkt von den Bilddaten;
- das Verwenden des Werkzeugweges, um ein Graviersignal zu be stimmen; und
- das Erregen eines Gravierkopfes, um das Werkstück mit Hilfe des Graviersignals zu gravieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Erzeugen einer Vielzahl an Kontrollpunkten, welche den Bilddaten entsprechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Erzeugen von Kontrollpunkten, die den Bilddaten entsprechen;
- das Anpassen einer Kurve an die Kontrollpunkte, um den Werkzeug weg zu erzeugen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Durchführen des Ableitungsschrittes mit Hilfe einer Interpolations routine einer kubischen Spline.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Verarbeiten der Bilddaten, um eine vorherbestimmte Anzahl an Dichtewerten zu erzeugen;
- das Verwenden der vorherbestimmten Anzahl an Dichtewerten, um eine Gesamtbilddichte in Prozent zu bestimmen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Verwenden der vorherbestimmten Anzahl an Dichtewerten, um eine Dichtemitte zu bestimmen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Festlegen eines Eintrittskontrollpunktes, an dem ein Werkzeug auf dem Gravierkopf in das Werkstück eintritt;
- das Festlegen eines Austrittskontrollpunktes, an dem ein Werkzeug auf dem Gravierkopf aus dem Werkstück austritt;
- das Festlegen mindestens eines weiteren Kontrollpunktes zwischen dem Eintrittskontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt.

8. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 7, wobei das Verfahren weiter folgende Schritte umfaßt:

- das Festlegen eines mittleren Kontrollpunktes zwischen dem Eintritts kontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt;
- das Verwenden des Eintrittskontrollpunktes, des Austrittskontroll punktes und des mittleren Kontrollpunktes zur Festlegung des Werk zeugweges.

9. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 7, wobei das Verfahren weiter folgende Schritte umfaßt:

- das Festlegen eines mittleren Kontrollpunktes zwischen dem Eintritts kontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt;
- das Anpassen einer Kurve an den Eintrittskontrollpunkt, den Austritts kontrollpunkt und den mittleren Kontrollpunkt, um den Werkzeugweg festzulegen.

10. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 9, wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt umfaßt:

- das Festlegen eines mittleren Kontrollpunktes, der einer Mitte einer Bilddichte entspricht.

11. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 7, wobei das Verfahren weiter folgende Schritte umfaßt:

- das Bestimmen einer Gesamtbilddichte in Prozent für einen Abschnitt der Bilddaten, wobei der Abschnitt einem zu gravierenden gravierten Bereich entspricht;
- das Verwenden der Gesamtbilddichte in Prozent, um den Eintrittskon trollpunkt und den Austrittskontrollpunkt einzurichten.

12. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter den folgenden Schritt umfaßt:

- das Einrichten des Eintrittskontrollpunktes und des Austrittskontroll punktes an einer Oberfläche des Werkstückes.

13. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 7, wobei das Verfahren weiter folgende Schritte umfaßt:

- das Einrichten des Eintrittskontrollpunktes und des Austrittskontroll punktes unter einer Oberfläche des Werkstückes, wenn die Gesamt dichte in Prozent einen vorherbestimmten Prozentsatz überschreitet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der vorherbestimmte Prozentsatz mindestens 90% beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bilddaten erste Bilddaten und zweite Bilddaten umfassen, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Bestimmen, ob eine summierte Bilddichte für die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten eine Mehrheit der Dichte für alle Bilddaten umfaßt;
- das Unterteilen der ersten Bilddaten und der zweiten Bilddaten in eine erste Bilddaten-Untergruppe und eine zweite Bilddaten-Untergruppe;
- das Erzeugen von Kontrollpunkten für die erste Bilddaten-Untergruppe und die zweite Bilddaten-Untergruppe.

16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bilddaten eine Mehrzahl an Bilddatengruppen umfassen, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Bestimmen, ob eine summierte Dichte für die Vielzahl an Bild datengruppen größer ist als eine Dichte für alle Bilddaten;
- das Unterteilen der Vielzahl an Bilddatengruppen in eine Vielzahl an Bilddaten-Untergruppen;
- das Erzeugen von Kontrollpunkten für jede der Vielzahl der Bilddaten- Untergruppen.

17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

- das Bestimmen einer Frequenz von Bilddatenwerten, um mindestens einen Abschnitt des am Werkstück zu gravierenden Bildes darzustel len, um eine vorherbestimmte Anzahl an Bilddichtewerten zu schaffen;
- das Erzeugen einer Vielzahl an Kontrollpunkten unter Anwendung der vorherbestimmten Anzahl an Bilddichtewerten.

18. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung eines Weges für ein Werkzeug am Gravierkopf in einer Graviermaschine, umfassend:

- einen Bilddatenprozessor zum Erzeugen von Kontrollpunkten als Reaktion auf die Bilddaten, wobei der Bilddatenprozessor weiter einen Werkzeugweggenerator zur Verarbeitung der Kontrollpunkte umfaßt, um einen Werkzeugweg zu definieren; und
- einen Signalgenerator, der an den Bilddatenprozessor und den Gravier kopf gekoppelt ist, um den Werkzeugweg zu empfangen und den Gravierkopf zu erregen, um das Werkzeug als Reaktion auf den Werk zeugweg zum Gravieren des Werkstückes zu bewegen.

19. Werkzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Bilddaten prozessor die Bilddaten verarbeitet, um eine vorherbestimmte Anzahl an Dichte werten zu schaffen, wobei der Bilddatenprozessor weiter umfaßt:

- eine Bilddichtenbestimmungsvorrichtung zum Empfangen der vorher bestimmten Anzahl an Dichtewerten und zum Bestimmen einer Ge samtbilddichte in Prozent.

20. Werkzeugwegsteuervorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Werk zeugwegsteuervorrichtung weiter umfaßt:

- eine Dichtemittebestimmungsvorrichtung zum Empfangen der vorher bestimmten Anzahl an Dichtewerten und zur Verwendung der vorher bestimmten Anzahl an Dichtewerten zur Bestimmung einer Dichte mitte.

21. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 18, wobei der Werkzeugweggenerator weiter umfaßt:

- einen Kontrollpunktgenerator zur Identifizierung eines Eintrittskon trollpunktes, an dem das Werkzeug in das Werkstück eintritt, eines Austrittskontrollpunktes, an dem das Werkzeug aus dem Werkstück austritt, und mindestens eines anderen Kontrollpunktes zwischen dem Eintrittskontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt.

22. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 21, wobei der Kontrollpunktgenerator weiter umfaßt:

- eine Mittelpunktidentifikationsvorrichtung zum Identifizieren eines mittleren Kontrollpunktes zwischen dem Eintrittskontrollpunkt und dem Austrittskontrollpunkt;
- wobei die Werkzeugwegsteuerung in der Lage ist, den Werkzeugweg als Reaktion auf den Eintrittskontrollpunkt, den Austrittskontrollpunkt und den mittleren Kontrollpunkt zu erzeugen, um den Werkzeugweg festzulegen.

23. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 21, wobei der Bilddatenprozessor weiter umfaßt:

- einen Kurvenanpasser zum Empfangen des Eintrittskontrollpunktes, des Austrittskontrollpunktes und des mindestens einen anderen Kon trollpunktes und zum Erzeugen einer Kurve, welche diesen Punkten entspricht.

24. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 21, wobei der Bilddatenprozessor die Bilddaten empfängt und eine Gesamtbilddichte in Prozent dafür bestimmt und die Gesamtbilddichte in Prozent verwendet, um den Eintrittskontrollpunkt und den Austrittskontrollpunkt zu errichten.

25. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 21, wobei der Werkzeugweggenerator den Eintrittskontrollpunkt und den Austrittskon trollpunkt an einer Oberfläche des Werkstückes bei Auftreten einer vorherbe stimmten Bedingung errichtet.

26. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 25, wobei die vorherbestimmte Bedingung eine Dichte umfaßt, die geringer ist als eine vorherbestimmte Dichte.

27. Werkzeugwegsteuervorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 26, wobei die vorherbestimmte Dichte geringer als 90% ist.

28. Werkzeugwegsteuervorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Bild daten erste Bilddaten und zweite Bilddaten umfassen, wobei die Werkzeugweg steuerung weiter umfaßt:

- einen Doppelfrequenzbestimmer zur Bestimmung, ob eine summierte Bilddichte für die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten eine Mehrheit der Dichte für alle Bilddaten umfaßt;
- wobei der Doppelfrequenzbestimmer die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten in eine erste Bilddaten-Untergruppe und eine zweite Bilddaten-Untergruppe unterteilt, wenn die Bilddichte eine Mehrheit übersteigt, und Kontrollpunkte für die erste Bilddaten-Untergruppe und die zweite Bilddaten-Untergruppe erzeugt.

29. Werkzeugwegsteuervorrichtungung nach Anspruch 23, wobei der Kurvenanpasser weiter umfaßt:

- eine Interpolationsroutine einer kubischen Spline zur Erzeugung der Werkzeugkurve.

30. Graviermaschine zum Gravieren eines Werkstückes, umfassend:

- ein Gravierbett;
- einen Gravierkopf, der sich am Gravierbett befindet, um mindestens einen gravierten Bereich am Werkstück zu gravieren, wobei der Gra vierkopf ein Werkzeug umfaßt;
- einen Prozessor, der an den Gravierkopf gekoppelt ist, um Bilddaten zu empfangen und auch um ein Graviersignal zum Gravieren minde stens eines gravierten Bereiches zu erzeugen; und
- einen digitalen Werkzeugwegplaner, der mit dem Prozessor im Zu sammenhang steht, um einen Werkzeugweg als Reaktion auf die Bilddaten zu planen, wobei der Prozessor den Werkzeugweg verwen det, um das Graviersignal zu erzeugen.

31. Graviermaschine nach Anspruch 30, wobei der Prozessor weiter umfaßt:

- einen Werkzeugwegdatensignalprozessor zum Empfangen digitaler Bilddaten, die mit einem zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen, und zum Erzeugen des Werkzeugweges als Reaktion darauf.

32. Graviermaschine nach Anspruch 30, wobei der Prozessor weiter umfaßt:

- einen Werkzeugwegdatensignalprozessor zum Empfangen der Bild daten, die mit dem zu gravierenden Bild im Zusammenhang stehen, und zum Erzeugen einer Vielzahl an Kontrollpunkten als Reaktion darauf.

33. Graviermaschine nach Anspruch 30, wobei der Prozessor weiter umfaßt:

- einen Kurvenanpasser zum Empfangen der Vielzahl an Kontrollpunk ten und zum Anpassen einer Kurve daran, wobei die Kurve den Werk zeugweg festlegt.

34. Graviermaschine nach Anspruch 32, wobei der Prozessor weiter umfaßt:

35. Graviermaschine nach Anspruch 33, wobei die Vielzahl an Kontroll punkten im allgemeinen einem Eintrittspunkt entspricht, an dem das Werkzeug mit dem Gravieren eines gravierten Bereiches des mindestens einen Gravierbereiches beginnt, einem Austrittspunkt, an dem das Werkzeug den einen des mindestens einen Gravierbereiches verläßt, und einem dritten Kontrollpunkt, der zwischen dem Eintrittspunkt und dem Austrittspunkt liegt.

36. Graviermaschine nach Anspruch 35, wobei der dritte Punkt einen Mittelpunkt umfaßt, der einer Dichtemitte der Bilddaten entspricht.

37. Graviermaschine nach Anspruch 30, wobei der Prozessor die Bilddaten verarbeitet, um eine vorherbestimmte Anzahl an Dichtewerten zu schaffen, wobei der Prozessor weiter umfaßt:

- einen Bilddichtebestimmer, um die vorherbestimmte Anzahl an Dich tewerten zu empfangen, und um eine Gesamtbilddichte in Prozent zu bestimmen.

38. Graviermaschine nach Anspruch 37, wobei der Prozessor weiter umfaßt:

- eine Dichtemittebestimmungsvorrichtung zum Empfangen der vorher bestimmten Anzahl an Dichtewerten und zur Verwendung der vorher bestimmten Anzahl an Dichtewerten, um eine Dichtemitte zu bestim men.

39. Graviermaschine nach Anspruch 30, wobei der Prozessor die Bilddaten empfängt und eine Gesamtbilddichte in Prozent dafür bestimmt und die Gesamt bilddichte in Prozent dafür verwendet, um eine Vielzahl an Kontrollpunkten zur Festlegung des Werkzeugweges zu bestimmen.

40. Graviermaschine nach Anspruch 33, wobei der Werkzeugwegdaten signalprozessor den Eintrittskontrollpunkt und den Austrittskontrollpunkt an einer Oberfläche des Werkstückes bei Auftreten einer vorherbestimmten Bedingung einrichtet.

41. Graviermaschine nach Anspruch 40, wobei die vorherbestimmte Bedingung eine Dichte umfaßt, die geringer ist als eine vorherbestimmte Dichte.

42. Graviermaschine nach Anspruch 41, wobei die vorherbestimmte Dichte geringer ist als 90%.

43. Graviermaschine nach Anspruch 9, wobei die Bilddaten erste Bilddaten und zweite Bilddaten umfassen, wobei der Prozessor weiter umfaßt:

-einen Doppelfrequenzbestimmer zur Bestimmung, ob eine summierte Bilddichte für die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten eine Mehrheit der Dichte für alle Bilddaten umfaßt;

- wobei der Doppelfrequenzbestimmer die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten in eine erste Bilddaten-Untergruppe und eine zweite Bilddaten-Untergruppe unterteilt, wenn die Bilddichte eine Mehrheit übersteigt, und Kontrollpunkte für die erste Bilddaten-Untergruppe und die zweite Bilddaten-Untergruppe erzeugt.

44. Graviermaschine nach Anspruch 34, wobei der Kurvenanpasser weiter umfaßt:

45. Graviermaschine nach Anspruch 31, wobei der digitale Werkzeugweg datensignalprozessor weiter umfaßt:

- einen Impulsfrequenzteilergenerator zur Bestimmung, ob es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten oder Stricharbeitendaten handelt, um entweder einen Impulsfrequenzteiler für Halbtondaten oder einen Impulsfrequenzteiler für Stricharbeitendaten zu erzeugen, wenn be stimmt wird, daß es sich bei den Bilddaten um Halbtondaten bzw. Stricharbeitendaten handelt, und um entweder den Halbtondaten- Impulsfrequenzteiler oder den Stricharbeitendaten-Impulsfrequenz teiler vor dem Verarbeitungsschritt an den Kontrollpunkten anzuwen den.

46. Geschwindigkeitsmeßsystem zum Messen einer Geschwindigkeit eines Schneidwerkzeugs zum Gravieren eines Zylinders, umfassend:

- einen Läufer zum Halten des Schneidewerkzeuges;
- mindestens einen elektromagnetischen Antrieb, umfassend mindestens eine Antriebsspule rund um diesen herum, um den Läufer in Schwin gung zu versetzen, wenn die mindestens eine Antriebsspule erregt wird; und
- einen Sensor, der in operativer Beziehung mit dem mindestens einen elektromagnetischen Antrieb angeordnet ist, um eine Schneidewerk zeugposition als Reaktion darauf zu bestimmen.

47. Geschwindigkeitsmeßsystem nach Anspruch 46, wobei der Sensor umfaßt:

- eine Sensorspule, die rund um den mindestens einen elektromagnetischen Antrieb angeordnet ist;
- eine Sensorschaltung, die an die Sensorspule gekoppelt ist, um eine Geschwindigkeit des Läufers zu messen und die Geschwindigkeit in die Schneidewerkzeugposition umzuwandeln.

48. Geschwindigkeitsmeßsystem nach Anspruch 46, wobei die Sensor spule eine Änderungsgeschwindigkeit des Flusses durch die mindestens eine Antriebsspule mißt.

49. Geschwindigkeitsmeßsystem nach Anspruch 47, wobei die Sensor spule nicht mehr als fünf Windungen rund um den elektromagnetischen Antrieb umfaßt.

50. Geschwindigkeitsmeßsystem nach Anspruch 46, wobei das Geschwin digkeitsmeßsystem einen Positionssensor umfaßt.