DE3507614C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwerfen von Formen, die sich aus Zeichnungselementen, z. B. Linien, zusammensetzen, sowie zum Erstellen von entsprechenden Formdaten, zum Beispiel Formdaten für die numerisch ge­ steuerte Bearbeitung von Werkstücken.

Eine solche Vorrichtung gestattet die rechnergestützte Generierung von Graphikinformationsdaten bezüglich bestimm­ ter Formen. Während auf der Anzeigeeinheit ein Roh-Entwurf der gewünschten Form angezeigt wird, lassen sich über die Tastatur oder eine andere Eingabeeinrichtung Parameter eingeben, die den Rohentwurf gezielt beeinflussen. Die so geänderten Daten werden in einem Zeichnungselement- Speicher abgespeichert, um zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet zu werden.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 35 34 396 bekannt. Die bekannte Vorrichtung besitzt eine Zeichnungs-Lesemaschine, die von einem Vorlageblatt durch Abtastung Rohdaten gewinnt. Die der Zeichnung ent­ sprechende Form wird dargestellt. Über eine Tastatur, einen Lichtgriffel oder einen Kartenleser werden Modifizierungs- Daten eingegeben, auf deren Grundlage der Form-Entwurf gezielt verändert werden kann.

Voraussetzung für ein solches System ist also die Existenz eines zum Beispiel auf einem Zeichnungsblatt existierenden Form-Entwurfs.

Aus der DE-OS 31 29 470 ist eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Wiedergeben beliebiger Darstellungen mit einer Schreib- oder Zeichenmaschine bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird die Bewegung des Zeichenkopfs einer Zeichenmaschine in Abtastdaten umgesetzt, die mittels eines Rechners abge­ speichert werden können. Umgekehrt können aus dem Speicher Daten ausgelesen werden, um die Zeichenmaschine so zu steuern, daß eine den gespeicherten Daten entsprechende Skizze gezeichnet wird. Das Generieren von Form-Daten setzt also das vorherige detaillierte Zeichnen und das Abtasten dieser Zeichnung voraus.

In der DE-OS 32 05 190 ist eine Vorrichtung zur Erstellung eines Steuerlochstreifens für numerisch gesteuerte Werk­ zeugmaschinen beschrieben. Ausgehend von einer Werkstatt­ zeichnung müssen für den numerisch gesteuerten Betrieb einer Werkzeugmaschine die Zeichnungs-Informationen in geeignete Steuerdaten umgesetzt werden. In der genannten Druckschrift wird der Vorschlag gemacht, zur Bauteil­ eingabe bezüglich des interessierenden Werkstücks einen Fernkopierer zu verwenden, in den die Zeichnung eingegeben wird und der die Zeichnung in an sich bekannter Weise punkt­ weise abtastet. Auch hier ist die Voraussetzung für die Gene­ rierung der Werkstück-Bearbeitungsdaten das Vorliegen einer fertigen Werkstattzeichnung.

Die DE-AS 26 01 522 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung von aufgezeichneten Kurven auf einer Vorlage durch zeilen­ förmiges Abtasten der Vorlage. Entsprechend dem Kurven­ muster werden bestimmte Rechenregeln befolgt, um die Koordinatenwerte der Kurven an den Abtastpunkten zu be­ stimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart auszubilden, daß der Entwurf von sich aus Zeichnungs­ elementen wie Linien und dergleichen zusammensetzenden Formen direkt entsprechend dem natürlichen Ablauf bei der Formkennung seitens einer Bedienungsperson möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat die Bedienungs­ person die Möglichkeit, durch beispielsweise mitels eines Steuerknüppels generierte, von außen eingebbare Steuersignale Grund-Zeichnungselemente zu definieren, zum Beispiel die Außenkontur eines Werkstücks. Diese Außen­ kontur setzt sich aus mehreren Grund-Zeichnungselementen, zum Beispiel geraden oder gekrümmten Linienabschnitten, zusammen. Die Folge der Grund-Zeichnungselemente erscheint als Darstellung auf der Anzeigeeinheit, ohne daß die dar­ gestellte Form jedoch die gewünschten Maßstäbe aufweist. Die Grund-Zeichnungselemente werden in der eingegebenen und generierten Folge in dem Zeichnungselement-Speicher gespeichert. Die Anzeige-Steuereinheit steuert dann die Anzeigeeinheit so, daß die XY-Koordinaten bestimmter Grund-Zeichenelement-Punkte veranschaulicht werden, zum Beispiel werden die Koordinaten von Eckpunkten benach­ barter gerader Linienabschnitte dargestellt. Es können alternativ oder zusätzlich auch Neigungswinkel einzelner Linienabschnitte mit einem entsprechenden Symbol auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden. Dadurch hat die Bedie­ nungsperson die Möglichkeit, den auf der Anzeigeeinheit dargestellten, mit allgemeinen Symbolen versehenen Para­ meterwerten aktuelle Parameterwerte zuzuordnen, zum Bei­ spiel werden über die Tastatur für jeden einzelnen Eck­ punkt eines Polygons die gewünschten XY-Koordinatenwerte eingegeben. Die Eingangskontrolleinheit überprüft während der Eingabe die eingegebenen numerischen Daten bezüglich Form, Größe und Winkel auf Zulässigkeit.

Bestimmte Punkte der auf der Anzeigeeinheit dargestellten, soweit generierten Form werden durch die Anzeige-Steuer­ einheit optisch hervorgehoben, zum Beispiel durch blinkende Symbole. Dadurch wird der Bedienungsperson mitgeteilt, daß bezüglich eines solchen Punkts Hilfszeichnungselemente eingegeben werden können. Die entsprechenden Parameter werden von der Hilfszeichnungselement-Erkennungseinheit erfaßt, und die Verknüpfungseinheit verbindet jeweils zwei aufeinanderfolgende Grund-Zeichnungselemente mit einem Hilfszeichnungselement, wenn ein solches Hilfszeichnungs­ element spezifiziert wurde.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich also - wie bei der Zeichnung von Hand - sehr präzise Formen auf einer Anzeigeeinheit entwerfen, wobei gleichzeitig mit dem Entwurf Form-Daten generiert werden, die sich zum Bei­ spiel für die numerische Steuerung einer Werkzeugmaschine eignen.

Aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 23, Nr. 8, S. 3831 bis 3834 ist zwar bekannt, mit Hilfe eines Steuer­ knüppels Signale einzugeben, die auch auf einem Anzeige­ feld sichtbar gemacht werden können, allerdings konnte der Druckschrift keine Anregung zu der erfindungsgemäßen Vor­ richtung entnommen werden, weil die Druckschrift lediglich die Signalerzeugung mit Hilfe eines "Steuerknüppels" zeigt, nicht jedoch spezielle Merkmale, die sich auf das Entwerfen von Formen aus Zeichnungselementen beziehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Entwerfen von Formen, und

Fig. 2 bis 7 Veränderungen der auf einem Graphik­ schirm der Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellten Zeich­ nungen.

In Fig. 1 ist ein gemäß der Erfindung arbeitendes System dargestellt. Ein Basiszeichnungselement-Generator 2 gene­ riert Elemente der Basiszeichnung, wie Längslinie, End­ flächenlinie, Verjüngungswinkel und dergl., und wählt Art und Typ von Elementen der Basiszeichnung aus, die durch einen Steuerknüppel 1 generiert wird. Die zu den Elemen­ ten der Basiszeichnung gehörenden Signale, die vom Basis­ elementgenerator 2 ausgesandt werden, werden in eine Graphikdisplay-Steuereinheit 4 eingegeben, um sie auf ei­ ner Graphitdisplayeinheit 5 darzustellen, die z. B. eine Kathodenstrahlröhre (CRT) umfaßt. Die Daten werden außer­ dem in eine Zeichnungselement-Erkennungssteuereinheit 3 eingegeben, um Basiszeichnungselementreihen zusammenzu­ setzen, die dann in einer Zeichnungselement-Speicherein­ heit 6 gespeichert werden.

Die Zeichnungselement-Erkennungssteuereinheit 3 erkennt die Formatwerte der notwendigen Abschnitte, um die Ba­ siszeichnung zu bestätigen und gibt diese numerischen Werte an die Graphikdisplay-Steuereinheit 4 weiter, durch welche die Formatlinien auf der Graphikdisplayeinheit 5 dargestellt werden. Die Formatwerte, die durch die Bedie­ nungsperson über ein Tastenfeld 7 eingegeen werden, wer­ den über eine Eingangskontrolleinheit 8 für numerische Werte in die Basiszeichnungselement-Erkennungssteuer­ einheit 3 eingegeben, wo die Werte geprüft werden, wo­ nach die Werte in der Zeichnungselement-Speichereinheit 6 gespeichert werden.

Eine Hilfzeichnungs-Erkennungskontrolleinheit 9 liest die Basiszeichnungselemente, die in der Zeichnungselement- Speichereinheit 6 gespeichert sind, aus, erkennt die Ab­ schnitte, für die eine Bestimmung der Hilfszeichnung not­ wendig ist, und übermittelt diese Abschnitte an die Graphikdisplay-Steuereinheit 4, um dadurch die als not­ wendig bezeichneten Abschnitte auf der Graphikdisplay­ einheit 5 darzustellen. Wenn die Formen und Formate der Hilfszeichnungen über das Tastenfeld 7 auf der Basis der so erhaltenen Zeichnung eingegeben sind, wird Informa­ tion zu dieser Darstellung in die Hilfszeichnungs-Erken­ nungskontrolleinheit 9 eingegeben und dann überprüft. Danach wird die überprüfte Information durch eine Graphik­ elementreihen-Kontrolleinheit 10 kontrolliert und, wo notwendig, in die Abschnitte zwischen Basiszeichnungs­ elementreihen eingefügt, die in der Zeichnungselement- Speichereinheit 6 gespeichert sind.

Eine nach Fig. 1 aufgebaute Vorrichtung funktioniert folgendermaßen. Wenn man mit dem Eingeben der Form eines Werkstücks beginnt, so werden Bezugslinien X und Y und Gitterlinien GR auf der Graphikdisplayeinheit 5 gemäß Fig. 2 dargestellt, damit man die Zeichnung leicht über die Instruktionen von der Graphikdisplay-Steuereinheit 4 beschreiben oder plotten kann. Die Basiszeichnungselemen­ te werden vom Basiselementgenerator 2 über die Steuerung des Steuerknüppels 1 durch die Bedienungsperson generiert, und zwar in bezug auf die angezeigten Bezugslinien X und Y und das Gitter GR. Die Basiszeichnungselemente, die in die Zeichnungselement-Erkennungssteuereinheit 3 eingege­ ben sind, werden auf der Graphikdisplayeinheit 5 über die Graphitdisplay-Steuereinheit 4 dargestellt. Dann gibt die Bedienungsperson nacheinander eine Serie von Basis­ zeichnungselementen in einem Zug, wie mit den Pfeilen in Fig. 3 gezeigt, ein, während sie die auf der Graphik­ displayeinheit 5 dargestellte Zeichnung überwacht und die Steuerrichtung des Steuerknüppels 1 bestätigt. Wenn man die dargestellte Zeichnung oder Form verbessern oder korrigieren muß, so wird sie gelöscht, indem man der dar­ gestellten Form entgegen der in Fig. 3 gezeigten Pfeil­ richtung folgt. Nach dem Löschen der korrigierten Ab­ schnitte werden die Basiszeichnungselemente wieder in Pfeilrichtung eingegeben. Die Basiszeichnungselemente werden in die Zeichnungselement-Erkennungssteuereinheit 3 eingegeben, in der die Basiszeichnungselemente dann zu­ sammengesetzt werden. Die so zusammengesetzten Element­ reihen werden in der Zeichnungselement-Speichereinheit 6 gespeichert.

Im nächsten Schritt erkennt die Zeichnungselement-Erken­ nungssteuereinheit 3 die Abschnitte, für die numerische Werte der Formate notwendig sind, um die Basiszeichnung zu bestimmen. Die erkannten Werte werden in die Graphik­ display-Steuereinheit 4 übermittelt, durch welche For­ matlinien auf der Graphikdisplayeinheit 5 angezeigt wer­ den, wie dies beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt läßt die Graphikdisplay-Steuerein­ heit den Formatwert aufleuchten, der Abschnitte der Größen- bzw. For­ matlinien L 1 bis L 8, wie in Fig. 4 gezeigt, beschreibt, und zwar in Übeeinstimmung mit der numerischen Reihen­ folge, und fordert so die Bedienungsperson auf, die nume­ rischen Werte der Formatlinien L 1 bis L 8 einzugeben. Wenn in Übereinstimmung mit dem Aufleuchten dieser Ab­ schnitte die Formatwerte über das Tastenfeld 7 von der Bedienungsperson eingegeben werden, so werden die Format­ werte in die Zeichnungselement-Erkennungssteuereinheit 3 über die Eingangskontrolleinheit 8 für numerische Werte eingegeben und überprüft. Wenn die Überprüfung ein "OK" ergibt, so werden die numerischen Werte in der Zeichnungs­ element-Speichereinheit 6 zusammen mit den Basiszeich­ nungselementreihen gespeichert. Wenn die Überprüfung ne­ gativ "NO" verläuft, so wird die Bedienungsperson aufge­ fordert, korrekte Formatwerte einzugeben. Während des Eingebens numerischer Werte kann die Bedienungsper­ son dann, wenn ein unklares Format herausgefunden wurde, ein Fragezeichen "?" vom Tastenfeld 7 eingeben, das be­ deutet "nicht klar". In diesem Fall wird die Bedienungs­ person aufgefordert, Information über Winkel einzugeben, um die Basiszeichnung über die Zeichnungselement-Erken­ nungssteuereinheit 3 zu bestimmen, da es unmöglich ist, die Basiszeichnung nur mit dem Format einer geraden Li­ nie zu bestimmen. Wenn beispielsweise ein Fragezeichen "?" bezüglich der Linie L 2 in Fig. 4 eingegeben wird, so wird aufgefordert, den Winkel "A9", wie in Fig. 5 gezeigt, einzugeben. Wenn der numerische Wert des Winkels "A9" über das Tastenfeld 7 von der Bedienungsperson eingegeben ist, so wird die Information über den numerischen Wert zum Winkel "A9" in die Zeichnungselement-Erkennungssteuer­ einheit 3 durch die Eingangskontrolleinheit 8 für numeri­ sche Werte eingegeben, dort überprüft und danach, wie oben beschrieben, in der Zeichnungselement-Speicherein­ heit 6 gespeichert. Wie oben ausgeführt, werden nach dem Bestimmen von Form und Format die Form und das Format der Basiszeichnungselementreihen aus der Basiszeichnungs­ element-Speichereinheit 6 durch die Zeichnungselement- Erkennungssteuereinheit 3 ausgelesen und der Graphik­ display-Steuereinheit 4 übermittelt, über die dann die korrekte Zeichnung auf der Graphikdisplayeinheit 5 darge­ stellt wird.

Nach Vollendung der Anzeige der Basiszeichnung auf der Graphikdisplayeinheit 5 werden die Basiszeichnungsele­ mentreihen in der Zeichnungselement-Speichereinheit 6 ge­ speichert und dann von der Hilfszeichnungs-Erkennungs­ kontrolleinheit 9 ausgelesen und Überschneidungsab­ schnitte der jeweiligen Basiszeichnungselemente bestätigt oder erkannt, d. h. Abschnitte, die eine Bestimmung der Hilfszeichnung, wie z. B. eine gerade Abfasung oder eine Abfasung mit Radius benötigen. Die Abschnitte werden dann zur Graphikdisplay-Kontrolleinheit 4 übermittelt und die Abschnitte, dargestellt als Zeichen C 1 bis C 6, siehe z. B. Fig. 6, werden dann auf der Graphikdisplayeinheit 5 darge­ stellt. In Übereinstimmung mit der dargestellten Zeich­ nung werden Informationen bezüglich Form und Format der Hilfszeichnungen über das Tastenfeld 7 in die Hilfszeich­ nungs-Erkennungskontrolleinheit 9 eingegeben und dort überprüft. Wenn das Resultat der Überprüfung negativ ver­ läuft "NO", so wird die Bedienungsperson aufgefordert, Information über geeignete numerische Werte bezüg­ lich des Formats einzugeben; im anderen Fall, wenn das Resultat der Überprüfung positiv ist, also "OK", so wer­ den die Daten der Hilfszeichnung durch die Graphikelement­ reihen-Kontrolleinheit 10 kontrolliert und in die entspre­ chenden Abschnitte zwischen den Basiszeichnungselement­ reihen eingesetzt, bevor sie in der Zeichnungselement- Speichereinheit 6 gespeichert werden.

Nachdem die Formen und Formate der Hilfszeichnungen in der oben angegebenen Weise vervollständigt sind, wird die Hilfszeichnung aus der Zeichnungselement-Speichereinheit 6 von der Hilfszeichnungs-Erkennungskontrolleinheit 9 aus­ gelesen und der Graphikdisplay-Kontrolleinheit 4 übermit­ telt, über die dann abschließend bestätigte Formen der Zeichnung auf der Graphikdisplayeinheit 5, wie in Fig. 7 gezeigt, dargestellt werden, so daß die Formeingabeproze­ dur abgeschlossen ist.

Nachdem erfindungsgemäß die Formeingabereihenfolge mit der natürlichen Zeichnungserkennungsreihenfolge einer Bedienungsperson übereinstimmt, ist der Eingabevorgang vereinfacht und die Zeit zum Eingeben der Form kann ab­ gekürzt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Entwerfen von Formen, die sich aus Zeichnungselementen, zum Beispiel Linien, zusammensetzen, sowie zum Erstellen von entsprechenden Formdaten, zum Bei­ spiel Formdaten für die numerisch gesteuerte Bearbeitung von Werkstücken, umfassend:

• - eine Anzeigeeinheit (5);
• - eine Anzeige-Steuereinheit (4), die auf der Anzeige­ einheit (5) Zeichenelemente bezüglich eines XY-Koordinaten­ systems zur Anzeige bringt;
• - einen Zeichnungselement-Speicher (6); und
• - eine Tastatur (7) zum Eingeben von die Zeichnungselemente betreffenden Parametern,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Grund-Zeichnungselement-Generator (2) ansprechend auf von außen eingebbare Steuersignale Grund-Zeichnungs­ element-Signale generiert und an die Anzeige-Steuerein­ heit (4) gibt,
• - eine Grund-Zeichnungselement-Erkennungseinheit (3) anhand der Grund-Zeichnungselement-Signale Grundelement-Daten erzeugt und in dem Zeichnungselement-Speicher (6) speichert,
• - eine an die Tastatur (7) angeschlossene Eingangskontroll­ einheit (8) für numerische Daten die eingegebenen Parameter bezüglich Form, Größe und Winkel der betroffenen Zeich­ nungselemente verarbeitet,
• - die Anzeige-Steuereinheit (4) eine Anzeige von XY- Koordinatenwerten von auf der Anzeigeeinheit (5) darge­ stellten Zeichnungselementen bezüglich Winkel und Länge sowie Zeichnungselement-Ecken steuert,
• - eine Hilfszeichnungselement-Erkennungseinheit (9) an die Eingangskontrolleinheit (8) und an den Zeichnungselement- Speicher (6) angeschlossen ist und nach Maßgabe von empfangenen Eingangssignalen für von der Anzeige-Steuer­ einheit (4) festgelegte Zeichnungselement-Ecken Hilfs­ zeichnungselement-Daten generiert und
• - eine an die Hilfszeichnungselement-Erkennungseinheit (9) und den Zeichnungselement-Speicher (6) angeschlossene Verknüpfungseinheit (10) an spezifizierten Stellen be­ stimmte Hilfszeichnungselemente, zum Beispiel Abrun­ dungen oder Abfasungen, zwischen je zwei aufeinander­ folgende Grund-Zeichnungselemente einfügt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Kontrolleinheit (8) die eingegebenen numerischen Parameterwerte bezüglich der Größe der Grund-Zeichenelemente und der Hilfszeichen­ elemente prüft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe sich auf die Länge von Grund-Zeichnungselementen und Hilfszeichnungselementen sowie auf Winkel bezüglich der Lage der Zeichnungselemente bezieht.