[发明专利]误差检测设备及其与雕刻机共同使用的方法

说明书

本发明与布切勒(Buechler)的美国专利4,450,486号所披露的一般类型雕刻头有关。这种雕刻头有一个由夹持器支持的金刚石触针，该夹持器被安装在从扭转振荡主轴伸出的支臂上。一个正弦驱动信号加到一对彼此相对的电磁铁上，使主轴以大约3,000至5,000Hz范围的频率转动。其转动的最大园弧近似为0.25°。

一个导向板装在雕刻头上，并精确地街道它相对一振荡触针的位置。雕刻头由固定在向后伸展的支杆上的一套叶簧支持，以使其能进行倾斜动力。一个DC(直流)马达转动该支杆，从而使导向板与待雕刻的印刷圆筒接触。当导向板与印刷圆筒接触时，触针由刚好与印刷圆筒接触的位置振荡到一个距圆筒表面约100微米的拉回位置。

一旦导向板与印刷圆筒接触，便对正弦驱动信号加上一个视频信号，以促使振荡的触针与印刷圆筒接触，从而在印刷圆筒表面雕刻出一系列深度被控制的小区(cell)。印刷圆筒与触针的振荡运动同步地转动，同时有一个引导螺杆结构使雕刻头产生轴向运动，从而使雕刻头与印刷圆筒的整个印刷表面实现雕刻接触。

在由Buechler讲述的那类雕刻系统中，机器操作员必须在进行雕刻之前于印刷圆筒的一端完成烦人的试错设置过程。这个过程涉及对正弦驱动信号和视频信号的放大器增益进行调节，从而产生希望深度的“黑”印刷小区和另一希望深度的连接通道，并清洁未被雕刻的白小区。控制变量之一的每个变化都与其他变量相互作用，所以这种设置变成一个迭代过程。甚至在已经完成这种设置之后，也可能由于机械漂移造成小区深度误差的积累。

当雕刻触针受到过度应力和破裂时会发生性质特别严重的雕刻误差，这种失败如不能及时检测出来则会完全毁掉一个几乎完成的印刷圆筒。到现在为止，尚无办法迅速而且自动地检测出这种状况。

所以，可以看到需要一种雕刻系统，它可以被迅速而且容易地设置，从而在一雕印刷圆筒表面雕刻出精确控制其深度的小区。还需要在雕刻过程中避免误差积累。

一方面，本发明提供一种方法，用于调整一个雕刻机，使其根据预定的设置参数进行实际切割以雕刻一圆筒，所述方法由下述步骤组成：(a)确定一个观测误差，它对应于小区尺度命令和在一个被雕刻小区中结果尺度测量值之差；(b)以消除该观测误差的方式调整小区尺度命令。

另一方面，本发明提供一种设备和方法，通过感知视频信息扫描线中的黑/白转换来测量一个被雕刻印刷小区的宽度。

本发明还提供一种雕刻设备和方法，这里向计算机提供多个参数信号以产生一个雕刻宽度命令。向计算机提供一个输入AC(交流)信号和一个输入视频信号，用于乘以放大因子，这些放大因子是响应输入参数信号而产生的。该计算机还产生一个白偏移信号(white offset signal)，它与被处理的AC和视频信号结合以产生一个驱动雕刻触针的驱动信号。于是被触针雕刻出所希望几何形状的小区。

一个视频照相机的运转产生出一帧视频信息，其中包括由预定水平的视频信号雕刻成的高亮度小区的图象。一个视频处理电路测量这个被如此成象的小区的宽度并将测量结果报告给计算机。然后计算机利用一个校正参数来调整放大因子和白偏移，该校正参数是在一个闭环基础上通过累积预期小区宽度和测量的小区宽度之差产生出来的。

本发明还提供一种方法和设备，用于快速和自动地检测出超出预定限度的小区宽度误差。重复发生这种大幅度的误差被认为是触针破裂的一个指示，于是自动终止雕刻操作。

图1是一示意图，部分为透视图，给出根据本发明的一种可编程雕刻系统；

图2是在一印刷圆筒上雕刻的一系列小区的示意图；

图3是用于控制一雕刻触针及由此产生的雕刻运动的AC和视频信号的示意图；

图4A和4B是一流程图，用于说明根据本发明控制小区宽度和检测触针破裂的方法；

图5是由0至10伏视频输入信号产生的最大小区深度图；

图6是含有高亮度小区的视频帧的示意图；

图7是测量小区宽度算法的流程图；

图8A和8B一起给出另一种测量算法的流程图。

现在参考图1，图中给出一个装好的雕刻印刷圆筒10，它由驱动马达12转动，并被一个由雕刻头61支持的触针(未画出)进行雕刻。在雕刻操作过程中，触针进即运动雕刻印刷圆筒10，从而产生一系列沿迹线30排列的小区。一个引导螺杆驱动马达14转动一个引导螺杆56，以使触针沿着平行于圆筒10轴线的方向运动。如果引导螺杆马达14连续地运动，则迹线30有螺旋线的形状。马达14间断地加电，则产生一系列有间隔的环形迹线30。