DE1063690B

DE1063690B - Device for controlling guide machines by means of photoelectric devices

Info

Publication number: DE1063690B
Application number: DEW8202A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Georg Waldschmidt
Original assignee: HEINRICH GEORG WALDSCHMIDT
Current assignee: HEINRICH GEORG WALDSCHMIDT
Priority date: 1952-03-25
Filing date: 1952-03-25
Publication date: 1959-08-20

Description

Vorrichtung zum Steuern von Führungsmaschinen mittels lichtelektrischer Einrichtungen Es ist bei Führungsmaschinen bzw. Werkzeugmaschinen der verschiedensten Art, insbesondere bei Brennschneid- und Kopiermaschinen, bekannt, die Bewegung des Werkzeuges oder eines sonstigen Gerätes mittels lichtelektrischer Einrichtungen zu steuern. Dies geschieht dadurch, daß die von Fotozellen wahrgenommenen Helligkeitsunterschiede von an einer als Vorlage dienenden Zeichnung oder Schablone entlanggeführten Lichtpunkten zu bestimmten, die jeweils beabsichtigte Bewegung hervorrufenden Schaltvorgängen verwendet werden.Device for controlling guide machines by means of photoelectric Facilities There is a wide variety of options for guide machines and machine tools Art, especially in the case of flame cutting and copying machines, known the movement of the Tool or other device by means of photoelectric devices to control. This happens because the differences in brightness perceived by photocells of points of light guided along a drawing or template serving as a template to certain switching processes that cause the intended movement be used.

Es sind sowohl Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen ein einziger Lichtpunkt auf die Vorlage projiziert wird, um diese abzutasten, als auch Vorrichtungen, die mit zwei Lichtpunkten arbeiten, welche beiderseits eines Kontraststreifens geführt werden. In beiden Fällen werden die wechselnden Helligkeitswerte von einer Fotozelle wahrgenommen, die in einem besonderen Stromkreis angeordnet ist, dessen Strom verstärkt wird, um Verstellglieder oder Kupplungen zu betätigen, indem diese mit dauernd laufenden Stellmotoren verbunden werden.There are both devices of this type are known in which a single Point of light is projected onto the template in order to scan it, as well as devices, that work with two points of light, which are guided on both sides of a contrasting strip will. In both cases the changing brightness values are generated by a photocell perceived, which is arranged in a special circuit whose current is amplified is used to operate adjusting elements or clutches by keeping them running continuously Servomotors are connected.

Die Lichtpunkte sollen sich jeweils zur Hälfte auf hellem und dunklem Untergrund bewegen. Wandert ein Lichtpunkt, beispielsweise infolge. einer Krümmung der Vorlage oder des Kontraststreifens von dieser Halbhell-Halbdunkel-Stellung ab und gleitet mehr oder gänzlich ins Helle oder Dunkle, so betätigt die durch die Veränderung der Helligkeit des Punktes beeinflußte Fotozelle ein Schaltglied, das seinerseits einen Steuermotor in Gang setzt, der - je nach der Abgleitrichtung des Punktes in dem erforderlichen Drehsinn angetrieben - die Rückführung in die vorgeschriebene Stellung bewirkt, so daß auf diese Weise eine mit der Vorlage weitgehend übereinstimmende Werkzeugbewegung erreicht wird.The light points should be half on light and half on dark Move underground. If a point of light wanders, for example as a result. a curvature the original or the contrast strip from this half-light-half-dark position and if it slides more or completely into the light or the dark, it is actuated by the Change in the brightness of the point affected photocell a switching element that in turn sets a control motor in motion, which - depending on the sliding direction of the Point driven in the required direction of rotation - the return to the prescribed Position causes so that in this way a largely coincident with the template Tool movement is achieved.

Bei der Rückführung des Lichtpunktes bzw. der Lichtpunkte in die Grundstellung läßt es sich bei den bisher bekannten Vorrichtungen nicht vermeiden, daß - insbesondere infolge der Trägheit der bewegten Teile - der Punkt zunächst etwas über die Grundstellung hinaus gleitet, aus der er zwangläufig wieder in entgegengesetztem Sinn herausbewegt werden muß. Dies bedeutet, daß im Falle des Abwanderns des Lichtpunktes von der Vorlage gewisse Pendelbewegungen auftreten, was sich bei Anwendungsgebieten, bei denen es auf eine möglichst genaue Einhaltung der vorgesehenen Vorschubbewegung ankommt, wie beispielsweise bei der Anfertigung von Trennschnitten mit Hilfe von Brennschneidmaschinen, vielfach nachteilig auswirkt. Es treten hierbei leicht schlangenförmige Schnittlinien auf, die in manchen Fällen - insbesondere bei gänzlichem Abkommen des Lichtpunktes von der Vorlage - sogar zu dauernd kreisenden Bewegungen des Punktes führen können.When returning the light point or light points to the basic position it can not be avoided with the previously known devices that - in particular due to the inertia of the moving parts - the point initially something about the basic position out, out of which it inevitably moves out again in the opposite sense must become. This means that in the event of the point of light moving away from the Submission certain pendulum movements occur, which is the case with areas of application which it is necessary to adhere to the intended feed movement as precisely as possible matters, for example when making separating cuts with the help of Flame cutting machines, often has a detrimental effect. There are slightly serpentine Cutting lines, which in some cases - especially in the case of complete agreements of the point of light from the template - even to continuous circular movements of the point being able to lead.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile der bekannten Einrichtungen dadurch zuverlässig vermieden, daß die Lichtquellen und die Fotozellen in einem gemeinsamen, drehbar gelagerten Gehäuse untergebracht sind, das an die Verstelleinrichtungen zur Rückführung der Lichtpunkte und Fotozellen angeschlossen ist. Damit sich die Lichtquellen nicht gegenseitig stören, kann eine die einzelnen Lichtbündel gegeneinander abschirmende Trennwand angeordnet werden, und zwar zweckmäßig etwas oberhalb der abzutastenden Vorlage. Ebenfalls ist eine Abschirmung gegen den Einfall von Fremdlicht zweckmäßig.According to the invention, these disadvantages of the known devices thereby reliably avoided that the light sources and the photocells in one common, rotatably mounted housing are housed, which is attached to the adjusting devices is connected to return the light points and photocells. So that the Light sources do not interfere with each other, the individual light bundles can interfere with each other shielding partition are arranged, and expediently slightly above the original to be scanned. There is also a shield against the incidence of extraneous light expedient.

Diese Anordnung sichert ein stets zuverlässiges Wirken der Vorrichtung, da diese sich nach geringsten Abweichungen der Lichtpunkte von den Rändern der Kontraststreifen immer wieder sehr schnell in die richtige Lage einspielt und dabei Schwankungen der Lichtpunkte, die ein unsauberes Arbeiten verursachen können, weitgehend ausschaltet. Die Arbeitsweise ist sehr einfach, da eine Drehbewegung von Lichtpunkt und Fotozelle zum Einspielen benutzt wird.This arrangement ensures that the device always works reliably, since these are located after the slightest deviations of the light points from the edges of the contrast stripes keeps getting into the right position very quickly and fluctuations which largely switches off points of light that can cause unclean work. The way it works is very simple, as the light point and photocell rotate is used for importing.

Neben dieser Sicherheit eines genauen Arbeitens hat die Vorrichtung nach der Erfindung den Vorteil einer einfachen Ausbildung und ist daher preisgünstig herstellbar. Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform, und zwar zeigt Abb. 1 ein Schema der Anlage in Seitenansicht, Abb. 2 eine Aufsicht auf die wesentlichen Teile der Vorrichtung Abb. 3 und 4 die Stellung der beiden Lichtpunkte beim Abtasten einer geraden bzw. einer gekrümmten Vorlage.In addition to this security of accurate operation, the device according to the invention the advantage of a simple design and is therefore inexpensive manufacturable. The drawing illustrates the subject matter of the invention in an exemplary embodiment, namely Fig. 1 shows a scheme of the plant in side view, Fig. 2 is a plan view of the essential parts of the device Fig. 3 and 4 show the position of the two light points when scanning a straight or a curved template.

In dem drehbar gelagerten Gehäuse 1 sind die beiden Lichtquellen 2 und 3 derart angeordnet, daß die austretenden Lichtstrahlen über eine Optik auf die Unterlage 4 je einen Lichtpunkt 5 bzw. 6 projizieren, deren Helligkeitswerte von je einer Fotozelle 7 bzw. 8 wahrgenommen werden. Soll beispielsweise eine Linie 9 (Abb. 3) abgetastet oder wiedergegeben werden, so sind die beiden Lichtpunkte 5 und 6 so einzustellen, daß sie die Linie 9 tangieren, d. h., die Linie muß genau zwischen den beiden Lichtpunkten verlaufen. Ein Überqueren der Kante der Linie 9, etwa an einer Krümmungsstelle (Abb. 4), hat eine Verdunkelung oder mindestens Teilverdunkelung des einen Lichtpunktes, beispielsweise des Punktes 5, zur Folge; dieser Helligkeitsunterschied gegenüber dem Normalfall wird von der zugehörigen Fotozelle 7 wahrgenommen, die durch den infolgedessen in ihr entstehenden geringeren Stromfluß einen Schaltvorgang auslöst, durch den - in später noch näher beschriebener Weise - eine sofortige Drehbewegung des Gehäuses 1 und damit auch, da sich die Lichtpunkte im Sinne der Drehbewegung des Gehäuses bewegen, eine Rückführung der Lichtpunkte in ihre Grundstellung bewirkt wird.The two light sources 2 are located in the rotatably mounted housing 1 and 3 arranged in such a way that the exiting light beams through optics the base 4 each project a point of light 5 or 6, their brightness values can be perceived by one photocell 7 or 8. For example, you want a line 9 (Fig. 3) are scanned or reproduced, so are the two points of light 5 and 6 to be adjusted so that they are tangent to line 9, i. that is, the line must be precise run between the two points of light. Crossing the edge of line 9, for example at a point of curvature (Fig. 4), has a darkening or at least partial darkening the one light point, for example point 5, result in; this difference in brightness compared to the normal case is perceived by the associated photocell 7, the a switching process due to the resulting lower current flow in it triggers, through which - in a manner to be described in more detail later - an immediate rotary movement of the housing 1 and thus also because the light points in the sense of the rotary movement move the housing, causes a return of the light points to their basic position will.

Damit die eintretenden Helligkeitsunterschiede eines Lichtpunktes von der dazugehörigen Fotozelle einwandfrei wahrgenommen und nicht durch die den gegenüberliegenden Lichtpunkt erzeugenden Strahlen sowie durch Fremdlicht beeinflußt werden können, wird zweckmäßig innerhalb des Gehäuses 1 eine Trennwand 10 angebracht und außerdem vorteilhaft im unteren Bereich des Gehäuses 1 eine Abschirmung, beispielsweise in Gestalt eines aus Gummi od. dgl. bestehenden, bis zur Unterlage 4 reichenden Mantels 11, vorgesehen. Auf diese Weise reagiert die jeweilige Fotozelle sofort auf bereits kleinste Helligkeitsunterschiede, so daß schon beim geringsten Eintreten eines Lichtpunktes in die Vorlage die erforderlichen Schaltvorgänge unmittelbar eingeleitet werden.With it the occurring differences in brightness of a point of light perceived perfectly by the associated photocell and not by the opposite light point generating rays as well as influenced by extraneous light a partition wall 10 is expediently attached within the housing 1 and also advantageously in the lower region of the housing 1 a shield, for example in the form of a rubber or the like. Existing up to the base 4 reaching Jacket 11 is provided. In this way, the respective photocell reacts immediately to the smallest differences in brightness, so that at the slightest occurrence a point of light in the template, the necessary switching operations immediately be initiated.

Ein derartiger Schaltvorgang spielt sich wie folgt ab: Die Lichtpunkte 5 und 6 (Abb. 4) bewegen sich infolge zwangläufigen Vorschubes in Pfeilrichtung. Bei Beginn der Krümmung der Vorlage 9 wird der Lichtpunkt 5 teilverdunkelt, wodurch die Fotozelle 7 mit geringerer Helligkeit beaufschlagt wird.. Sie gibt infolgedessen einen geringeren Strom ab, so daß das in dem Verstärker 12 befindliche Relais 13 abfällt und damit den Stromkreis zur elektrischen Kupplung 14 schließt. Diese kuppelt ein, wodurch von dem stetig umlaufenden Steuermotor 15 über das Schneckenritzel 16 und Schneckenrad 17 das Stirnrad 18 in Drehbewegung versetzt wird, das seinerseits mit dem am Gehäuse 1 befestigten Stirnrad 19 im Eingriff steht. Das Gehäuse 1 wird somit ebenfalls gedreht, und zwar im Sinne einer Rückführung der beiden Lichtpunkte 5 und 6 an die Vorlage 9.Such a switching process takes place as follows: The light points 5 and 6 (Fig. 4) move in the direction of the arrow as a result of the forced feed. At the beginning of the curvature of the original 9, the light point 5 is partially darkened, whereby the photocell 7 is subjected to lower brightness .. As a result, there is from a lower current, so that the relay 13 located in the amplifier 12 drops and thus the circuit to the electrical coupling 14 closes. This couples a, whereby the continuously revolving control motor 15 via the worm pinion 16 and worm gear 17, the spur gear 18 is set in rotary motion, which in turn is in engagement with the spur gear 19 attached to the housing 1. The housing 1 is thus also rotated, in the sense of a return of the two points of light 5 and 6 to template 9.

Diese Drehbewegung dauert so lange an, wie der Lichtpunkt 5 verdunkelt oder teilverdunkelt ist. Sobald der Lichtpunkt 5 wieder in die Grundstellung gekommen ist, die Fotozelle 7 also wieder mit voller Helligkeit beaufschlagt wird, zieht das Relais 13 im Verstärker 12 wieder an, und der Stromkreis zur Kupplung 14 wird unterbrochen. Im gleichen Augenblick bleibt das Gehäuse 1 in seiner nunmehr erreichten Grundstellung stehen.This rotary movement lasts as long as the light point 5 darkens or is partially darkened. As soon as the light point 5 has come back to the basic position is, so the photocell 7 is again exposed to full brightness, pulls the relay 13 in the amplifier 12 on again, and the circuit to the clutch 14 is interrupted. At the same time, the housing 1 remains in its now reached Basic position.

Falls infolge entgegengesetzt verlaufender Vorlagenkrümmung der gegenüberliegende Lichtpunkt 6 verdunkelt oder teilverdunkelt wird (6' in Abb.4), spielt sich der gleiche Vorgang in dem dem Lichtpunkt 6 zugehörigen Stromkreis ab. Durch die von der Fotozelle 8 wahrgenommenen Helligkeitsunterschiede im Lichtpunkt 6 wird über das im Verstärker 20 liegende Relais 21 die Kupplung 22 betätigt und somit, da das Schneckengetriebe 23, 24 sowie das Stirnrad 25 eine entgegengesetzte Drehrichtung als das Schneckengetriebe 16,17 und das Stirnrad 18 aufweisen, das Gehäuse 1 im umgekehrten Sinne verdreht und infolgedessen der Lichtpunkt 6' wieder in die Grundstellung zurückgeführt.If the opposite light point 6 is darkened or partially darkened as a result of the opposite curvature of the original (6 'in Fig. 4), the same process takes place in the circuit associated with the light point 6. Due to the differences in brightness in the light point 6 perceived by the photocell 8, the clutch 22 is actuated via the relay 21 in the amplifier 20 and thus, since the worm gear 23, 24 and the spur gear 25 have an opposite direction of rotation than the worm gear 16, 17 and the spur gear 18 have, the housing 1 is rotated in the opposite direction and, as a result, the light point 6 'is returned to the basic position.

Diese wechselseitige Drehbewegung des Gehäuses 1 und damit der Lichtpunkte 5 und 6 ermöglicht eine genaue Einhaltung der Vorlage 9, wobei infolge des leichten und sofortigen Ansprechens der Einrichtung bei nur ganz unwesentlicher Teilverdunkelung eines der Lichtpunkte eine praktisch pendelfreie Vorschubbewegung erreicht wird.This reciprocal rotary movement of the housing 1 and thus the light points 5 and 6 allows a precise compliance with the template 9, with due to the easy and immediate response to the facility with only very minor partial darkening one of the light points a practically pendulum-free feed movement is achieved.

Alle Drehbewegungen des Gehäuses 1 steuern über das Kegelräderpaar 26, 27 und die Welle 28 in gleichem Sinn eine angeschlossene Maschine, die somit in einer mit der Vorlage 9 genau übereinstimmenden Richtung geführt wird.All rotary movements of the housing 1 are controlled via the pair of bevel gears 26, 27 and the shaft 28 in the same sense a connected machine, which thus is guided in a direction that exactly matches the template 9.

Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen und ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So sind insbesondere Anordnung und Lagerung der Lichtquellen sowie des diese enthaltenden Gehäuses und dessen Anbringung an der zu steuernden Maschine durchaus beliebig, ebenso wie auch die Fotozellen und die von diesen betätigten Schaltglieder in jeder den Erfordernissen des Einzelfalles entsprechenden Weise vorgesehen sein können.The invention can be implemented in a wide variety of ways and is not limited to the illustrated embodiment. So are particular Arrangement and storage of the light sources and the housing containing them and its attachment to the machine to be controlled is absolutely arbitrary, as well as the photocells and the switching elements actuated by them in each of the requirements can be provided in a manner appropriate to the individual case.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for controlling guide machines by means of photoelectric devices using two points of light which are guided along both sides of a contrasting strip, the approximately changing brightness values of which are perceived by a photocell and used to initiate switching processes, in particular to actuate clutches for continuously running servomotors characterized in that the light sources and the photocells are housed in a common, rotatably mounted housing (1) which is attached to the adjusting devices (14, 15, 22, 16, 18, 23, 25) for returning the light points (5, 6) and Photocells (7, 8) is connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that that in the housing between the light sources (2, 3), appropriately slightly above the scanned Template (9), a partition that shields the individual light bundles from one another (10) is arranged.

3. Apparatus according to claim 1, characterized by a the area of incidence of the light rays on the original (9) towards the environment Shielding (11) protecting against the incidence of extraneous light.

4th Device according to claim 1, characterized in that the light sources (2, 3) containing housing (1) indirectly or directly essentially up to the base (4) carrying the template (9) extends.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the housing (1) is controlled by the photocells (7, 8) Couplings (14, 22) can be connected to the continuously rotating control motor (15).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the couplings (14, 22) the housing (1) in order to achieve an opposing rotational movement Via corresponding intermediate gears (16, 17 or 23, 24) with the control motor (15) associate.