DE1080338B

DE1080338B - Contactless matrix for punch card control devices

Info

Publication number: DE1080338B
Application number: DES56677A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Georg Sichling
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-01-23
Filing date: 1958-01-23
Publication date: 1960-04-21

Description

Kontaktlose Matrize für Lochkartensteuereinrichtungen Bei der Programmsteuerung, insbesondere von Werkzeugmaschinen, ist es bekannt, zur Programmvorgabe Lochkarten zu verwenden und durch die ausgestanzten Löcher hindurch die Kontaktverbindungen herzustellen. Dies geschieht mit Hilfe von Steckern, wie beispielsweise beim sogenannten Kreuzschienenverteiler.Contactless die for punch card control devices For program control, In particular from machine tools, it is known to use punch cards for specifying programs to use and through the punched holes through the contact connections to manufacture. This is done with the help of plugs, such as the so-called Matrix switcher.

Die Herstellung der mechanischen Steckverbindungen ist umständlich und zeitraubend, und die Kontakte sind mit den bekannten Nachteilen, wie Verschmutzung, Abnutzung usw., behaftet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine kontaktlos arbeitende Matrize für Lochkartensteuereinrichtungen zu schaffen.The production of the mechanical plug connections is cumbersome and time-consuming, and the contacts have the known disadvantages, such as pollution, Wear, etc., flawed. The invention is based on these disadvantages to avoid and a contactless working matrix for punch card control devices to accomplish.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lochkarte als Blende zwischen einer Anzahl von entsprechend dem Lochkartenraster angeordneten lichtempfindlichen Widerständen und einer streifenförmig entsprechend den Lochkartenspalten erregbaren Lumineszenzschicht dient.This object is achieved according to the invention in that the punch card as a screen between a number of arranged according to the punch card grid light-sensitive resistors and one strip-shaped according to the punched card columns excitable luminescent layer is used.

Die Lumineszenzschicht kann aus jedem hierfür geeigneten bekannten Material bestehen. Die Erregung erfolgt bekanntlich durch Kondensatorbelegungen, die die Lumineszenzschicht als Dielektrikum einschließen und an eine Wechsel- oder Impulsspannung gelegt werden. Die Ein- und Ausschaltung der Erregerspannungen für die Lumineszenzschicht erfolgt erfindungsgemäß durch die Programmsteuerkommandos.The luminescent layer can be made of any known one suitable for this purpose Material. As is well known, the excitation takes place through the use of capacitors, which include the luminescent layer as a dielectric and an alternating or Pulse voltage can be applied. Switching the excitation voltages on and off for the luminescent layer takes place according to the invention by the program control commands.

Als lichtempfindliche Widerstände können vor allem Halbleiter dienen, insbesondere in Form von Schichtflächen, die auf eine Isolierplatte aufgedampft oder anderweitig aufgebracht sind. Die jeder Lochreihe zugeordneten Widerstände können jeweils parallel in eine Steuerleitung eingeschaltet sein.Semiconductors in particular can serve as light-sensitive resistors, in particular in the form of layer surfaces that are vapor-deposited onto an insulating plate or otherwise applied. The resistances assigned to each row of holes can each be switched on in parallel in a control line.

Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.Further details of the invention emerge from the following Description of an embodiment shown schematically in the drawing is.

Fig.1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Matrize nach der Erfindung. Sie besteht aus einer Isolierplatte 1, auf der lichtempfindliche Widerstände 2 als Schichtflächen in den Abmessungen der Löcher 3 der Lochkarte 4 aufgebracht sind. Die Enden der Widerstände sind mit Leiterbahnen 5, 6 verbunden, die beispielsweise aus Silber bestehen können, das auf die Isolierplatte aufgedampft ist. Die äußere Verdrahtung erfolgt über Kontaktösen 7, B. Die Steuerleitung 5 jeder Widerstandsreihe ist im Ausführungsbeispiel an eine Spannungsquelle mit der Spannung U angeschlossen, während die Steuerleitungen 6 zu den Steuerausgängen führen, die mit A bis G bezeichnet sind. Die Widerstände sind in unbelichtetem Zustand hochohmig und werden bei Belichtung stromdurchlässig. Über der Lochkarte 4 ist eine weitere Isolierplatte 9 angeordnet, die die Lumineszenzschicht 10 trägt. Die Erregung erfolgt durch streifenförmige Kondensatoren mit den Belegungen 11 und 12. Jeder Lochkartenspalte, die mit a bis h bezeichnet sind, ist ein eigener streifenförmiger Kondensator zugeordnet, der bei f gestrichelt angedeutet ist, Die Stromkreise für die Kondensatoren werden mit Hilfe von Kommandogebern geschlossen, die in Fig. 1 nur als einfache Kontakte dargestellt und nicht bezeichnet sind. Die Erregerspannung wird an Klemmen 13, 14 angeschlossen. Es kann sich .um eine aus dem Netz gewonnene Wechselspannung oder um eine periodisch veränderliche Spannung beliebiger Kurvenform handeln, die beispielsweise durch einen mit Transistoren bestückten Oszillator erzeugt werden kann.1 shows a section from a die according to the invention. It consists of an insulating plate 1, on the photosensitive resistors 2 as Layer surfaces are applied in the dimensions of the holes 3 of the punch card 4. The ends of the resistors are connected to conductor tracks 5, 6, for example can consist of silver vapor-deposited on the insulating plate. The outer Wiring takes place via contact lugs 7, B. The control line 5 of each resistor row is connected in the exemplary embodiment to a voltage source with the voltage U, while the control lines 6 lead to the control outputs labeled A to G. are. The resistors are high-resistance in the unexposed state and become when exposed current-permeable. A further insulating plate 9 is arranged above the punch card 4, which carries the luminescent layer 10. The excitation takes place through strip-shaped Capacitors with the assignments 11 and 12. Each punch card column starting with a to h, a separate strip-shaped capacitor is assigned to the at f is indicated by a dashed line, the circuits for the capacitors are with Closed using command transmitters, which are shown in Fig. 1 only as simple contacts and are not designated. The excitation voltage is connected to terminals 13, 14. It can be an alternating voltage obtained from the network or a periodic voltage act variable voltage of any curve shape, for example by a oscillator equipped with transistors can be generated.

Zur Herstellung des oberen Teiles der Matrize können auf die Isolierplatte 9 zunächst parallele Leiterbahnen entsprechend den Belegungen 11 aufgedampft werden. Die Leiterbahnen können aus Silber oder einem anderen leitfähigen, Material bestehen. Sodann kann die Lumineszenzschirht aufgebracht werden, die schließlich mit parallelen.._ Leiterbahnen 12 aus lichtdurchlässigem leitendem aterial versehen wird. Derartiges Leitermaterial auf der Grundlage von halbleitenden Stoffen ist bekannt.To produce the upper part of the die you can use the insulating plate 9 initially parallel conductor tracks corresponding to the assignments 11 are vapor-deposited. The conductor tracks can consist of silver or another conductive material. Then the Lumineszenzschirht can be applied, which finally with parallel .._ Conductor tracks 12 made of translucent conductive aterial is provided. Such a thing Conductor material based on semiconducting materials is known.

Bei der so aufgebauten. Matrize ist am Ort jeder Lochkartenspalte ein streifenförmiger Kondensator vorhanden, der durch die ausgestanzten Löcher der Karte hindurch die lichtempfindlichen Widerstände steuert, sobald er durch eine geeignete Spannung erregt wird. Als Material für die Isolierplatte 9 ist insbesondere Glas od. dgl. vorteilhaft, da es eine glatte ebene Oberfläche besitzt .und zugleich eine dauernde Kontrolle der Funktion der Matrize gestattet. Die beiden Isolierplatten 1 und 9 werden, wie aus Fig. 1 ersichtlich, derart aufeinandergelegt, daß ihre wirksamen Flächen die Lochkarte einschließen. Es ist zweckmäßig, die wirksamen Flächen mit einer dünnen, lichtdurchlässigen Abdeckung zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen zu versehen, die sonst gegebenenfalls beim Auswechseln von Lochkarten zu befürchten wäre. Die Abdeckung kann beispielsweise eine Folie aus lichtdurchlässigem Kunststoff sein, .die so dünn ist, daß die richtige Steuerung nicht durch Streulicht beeinträchtigt wird. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Folie mit Ausnahme der dem Lochkartenraster entsprechenden Stellen zu schwärzen.With the one built in this way. The die is at the location of each punched card column there is a strip-shaped capacitor that passes through the punched holes in the Card controls the light-sensitive resistors as soon as it passes through a appropriate voltage is excited. The material for the insulating plate 9 is in particular Glass or the like. Advantageous because it has a smooth, even surface. And at the same time allows permanent control of the function of the die. the As can be seen from Fig. 1, the two insulating plates 1 and 9 are placed on top of one another in such a way that that their effective surfaces include the punch card. It is appropriate to the effective Surfaces with a thin, translucent cover to protect against mechanical To provide damage that might otherwise occur when replacing punch cards would be feared. The cover can, for example, be a transparent film Plastic that is so thin that proper control cannot be controlled by stray light is affected. Under certain circumstances it can be advantageous to except the slide to blacken the areas corresponding to the punch card grid.

Die in Fig. 1 angedeuteten Kommandogeber können auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Beispielsweise kann es sich um gesteuerte elektronische Schalter handeln. Ferner ist es möglich, in die einzelnen Stromkreise der KondensatorbelegungenTransduktoren zu schalten, die durch die Steuerkommandos vormagnetisiert werden.The command transmitters indicated in FIG. 1 can be used in various ways be realized. For example, it can be controlled electronic switches Act. It is also possible to use transducers in the individual circuits of the capacitor assignments which are premagnetized by the control commands.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die äußere Beschaltung für einen Programmwähler angedeutet. Entsprechend dem vorgegebenen Steuerprogramm treten die einzelnen Lochkartenspalten a bis 1a entweder aufeinanderfolgend oder in bestimmten Kombinationen derart in Tätigkeit, daß die Steuerausgänge l4 bis G in gewünschter Weise an Spannung gelegt werden. Dies geschieht dadurch, daß die belichteten, von der Lochkarte nicht abgedeckten Widerstände der einzelnen Spalten niederohmig werden und einen Stromfluß von der Speisespannungsquelle gestatten.In the embodiment of FIG. 1, the external circuitry is indicated for a program selector. According to the specified control program the individual punch card columns a to 1a occur either consecutively or in certain combinations so in action that the control outputs l4 to G can be applied to voltage in the desired manner. This happens because the exposed resistances of the individual columns that are not covered by the punch card become low-resistance and allow current to flow from the supply voltage source.

Die Matrize nach der Erfindung kann jedoch auch die Funktion von Und- bzw. Oder-Gattern erfüllen. Zur Darstellung eines Und-Gatters wird z. B. in jeder Lochreihe der Karte eine Lochkombination derart ausgestanzt, daß die nicht abgedeckten Widerstände der Reihe nur dann hochohmig bleiben, wenn sämtliche zugeordneten Lumineszenzstreifen nicht erregt sind. Die entsprechende Schaltung zeigt schematisch Fig. 2. Die Widerstände 2 sind hierbei wieder durch Leiterbahnen miteinander verbunden, von denen die oberen parallel an ein bestimmtes Potential, beispielsweise 0 V, gelegt sind, während die anderen über Widerstände 15 an ein anderes Potential, beispielsweise -24 V, angeschlossen sind. Das Potential 0 V herrscht auch an den parallel geschalteten rechten Klemmen von Betätigungsorganen, die durch Relais 16, 17 angedeutet sind. Es kann sich hierbei um Motoren, Magnetventile u. dgl., gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Verstärkern, handeln. Dem Beispiel nach Fig. 2 liegt die Annahme zugrunde, daß die beiden oberen Widerstandsreihen zur Steuerung des Betätigungsorgans 16 dienen sollen, während die dritte Widerstandsreihe dem Betätigungsorgan 17 zugeordnet ist. Die beiden oberen Widerstandsreihen können durch ein Und-Gatter abgeschlossen werden, das aus den Dioden 18 und 19 besteht.The die according to the invention can, however, also fulfill the function of AND or OR gates. To represent an AND gate z. B. punched out a combination of holes in each row of holes in the card so that the uncovered resistors of the row only remain high-resistance when all the associated luminescent strips are not energized. The corresponding circuit is shown schematically in FIG. 2. The resistors 2 are here again connected to one another by conductor tracks, the upper ones of which are connected in parallel to a certain potential, for example 0 V, while the others are connected to another potential via resistors 15, for example - 24 V are connected. The potential 0 V prevails also in the parallel right terminals of actuators, which are indicated by relay 16, 1. 7 These can be motors, solenoid valves and the like, possibly with the interposition of amplifiers. The example according to FIG. 2 is based on the assumption that the two upper rows of resistors are intended to be used to control the actuating member 16, while the third row of resistors is assigned to the actuating member 17. The two upper rows of resistors can be terminated by an AND gate, which consists of diodes 18 and 19.

Ist nun in der Lochkarte in der obersten Reihe eine bestimmte Lochkombination ausgestanzt, so bleiben zunächst die abgedeckten Widerstände der Reihe hochohmig. So lange einer der nicht abgedeckten Widerstände belichtet wird, ist ein Stromkreis vom Potential -24 V über einen Widerstand 15 und den belichteten Widerstand 2 zum Potential 0 V geschlossen, so daß die rechte Klemme des Widerstandes 15 ungefähr das Potential 0 V besitzt. Da somit am Betätigungsorgan 16 keine Spannung besteht, bleibt es unerregt. Nur wenn sämtliche Lumineszenzstreifen der Kombination nicht erregt sind, bleiben alle nicht abgedeckten Widerstände 2 der Reihe hochohmig, so daß über das Betätigungsorgan 16, die Diode 18 und den Widerstand 15 Strom zum Potential -24V fließt. Analoge Verhältnisse liegen bei den übrigen Reihen vor. Die Anordnung arbeitet demnach wie ein Und-Gatter, bei dem sämtliche Eingänge besetzt sein müssen, um ein Ausgangssignal zu erhalten. Unter Besetzen der Eingänge ist im vorliegenden Fall der Abschaltung derjenigen Lumineszenzstreifen zu verstehen, die den nicht abgedeckten Widerständen einer Reihe zugeordnet sind.There is now a certain combination of holes in the top row of the punch card punched out, the covered resistors in the row initially remain high-resistance. As long as one of the uncovered resistors is exposed, there is a circuit from the potential -24 V via a resistor 15 and the exposed resistor 2 to Potential 0 V closed, so that the right terminal of the resistor 15 approximately has the potential 0 V. Since there is thus no voltage on the actuator 16, it remains unexcited. Only if all of the luminescent strips in the combination do not are excited, all uncovered resistors 2 of the series remain high resistance, so that through the actuator 16, the diode 18 and the resistor 15 current to the potential -24V flows. The situation is similar for the other series. The order works like an AND gate, in which all inputs must be occupied, to get an output signal. Occupying the entrances is in the present To understand the case of switching off those luminescent strips that do not covered resistors are assigned to a row.

Umgekehrt kann eine ähnliche Anordnung als Oder-Gatter dienen, bei dem ein Ausgangssignal dann entsteht, wenn einer der Eingänge besetzt ist. Das Oder-Gatter kann im wesentlichen die gleiche Schaltung wie der in Fig. 1 dargestellte Programmwähler besitzen, wobei in jeder Lochreihe der Karte eine Lochkombination derart ausgestanzt ist, daß bei jeder streifenförmigen Erregung der Lumineszenzschicht innerhalb der Kombination der zugeordnete, nicht abgedeckte Widerstand der Reihe niederohmig gemacht wird.Conversely, a similar arrangement can serve as an OR gate which produces an output signal when one of the inputs is occupied. The OR gate can essentially use the same circuit as the program selector shown in FIG own, with a combination of holes punched out in this way in each row of holes on the card is that with each strip-shaped excitation of the luminescent layer within the Combination of the assigned, uncovered resistance of the series made low-resistance will.

Der praktische Aufbau der Matrize nach der Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in verschiedenartig abgewandelter Form den jeweils vorliegenden Gegebenheiten angepaßt werden. Wesentlich ist dabei nur, daß die in einer Steuerkarte ausgestanzten Löcher die Belichtung von steuernden lichtempfindlichen Widerständen durch eine streifenförmig erregbare Lumineszenzanordnung gestatten.The practical structure of the die according to the invention is not on the embodiment is limited, but can be modified in various ways Shape can be adapted to the prevailing conditions. It is essential only that the holes punched out in a control card control the exposure light-sensitive resistors by a strip-shaped excitable luminescence arrangement allow.

Ein hauptsächliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Steuerung von Werkzeugmaschinen nach einem vorgegebenen Programm bzw. die Steuerung des automatischen Ablaufs von Prozessen beliebiger Art. Außerdem kann die Matrize die bekannten Und-und Oder-Gatter in beliebigen Anwendungen ersetzen, mit besonderem Vorteil dort, wo laufend Änderungen im Aufbau der Gatter erforderlich sind. Dies kann beim Erfindungsgegenstand einfach durch Auswechseln der Lochkarte geschehen.A primary field of application of the invention is control of machine tools according to a specified program or the control of the automatic Sequence of processes of any kind. In addition, the die can use the well-known and-and Replace OR gates in any application, with particular advantage wherever constant changes in the structure of the gates are required. This can be the case with the subject matter of the invention simply by changing the punch card.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Contactless matrix for punch card control devices, characterized in that the punch card serves as a screen between a number of light-sensitive resistors arranged according to the punch card grid and a luminescent layer that can be excited in a strip-like manner corresponding to the punch card columns.

2. Die according to claim 1, characterized in that the one assigned to each row of punched cards Resistors are each switched on in parallel in a control line.

3. Die according to claims 1 and 2, characterized in that the excitation voltages of the Luminescent layer can be switched on and off by program control commands.

4. Die according to claims 1 to 3, characterized in that in the circuits of the excitation voltages transducers are switched on by the program control commands be premagnetized.

5. Die according to claims 1 to 4 as a program selector, characterized in that a combination of holes in each hole column of the card is punched out that with each individual strip-shaped excitation of the luminescent layer the uncovered resistances of the Gap made low resistance and so that the control lines are switched on in the specified combination.

6. die according to claims 1 to 4 as an AND gate, characterized in that in each row of holes on the card a combination of holes is punched out in such a way that the uncovered resistors of the series only remain high resistance if all assigned Luminescent strips are not energized.

7. Die according to claims 1 to 4 as OR gate, characterized in that a combination of holes in each row of holes on the card is punched out such that with each strip-shaped excitation of the luminescent layer within the combination the associated, uncovered resistance of the series is made low resistance. B.

Die according to one of Claims 1 to 7, characterized in that that the photosensitive resistors as layer surfaces in the dimensions -der Card holes and the control lines applied as conductor tracks on an insulating plate are.

9. Die according to one of claims 1 to 8, characterized by an insulating plate, in particular made of translucent material on which initially parallel conductor tracks, then a luminescent layer and finally parallel conductor tracks made of translucent Material are applied in such a way that the conductor tracks at the location of the punch card columns serve as capacitors to excite the luminescent layer.

10. Die according to one of claims 1 to 9, characterized in that the two insulating plates including the punch cards are placed on top of one another with their effective surfaces and that preferably the effective areas with a thin, translucent Cover are provided to protect against mechanical damage.