DE1265831B - Folgeregler und Verfahren zur Nachfuehrung eines Werkzeugs laengs einer auf einer Schablone befindlichen Kurvenbahn oder Musterkontur - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ÄWwS PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

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G05f

Deutsche KL: 21c-46/54 ^ ,. J,,:

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Nummer: 1265 831

Aktenzeichen: St 24858 VIII b/21 c
Anmeldetag: 13. Januar 1966
Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kopiereinrichtungen, welche dazu dienen, das Werkzeug einer Bearbeitungsmaschine, wie z. B. einer Profilschneidemaschine, entsprechend einem gegebenen Muster selbsttätig zu führen, und bei denen ein das Werkzeug steuernder Tastkopf längs einer Kontur des Musters bewegt wird.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen Folgeregler zur Nachführung eines Werkzeugs längs einer auf einer Schablone befindlichen Kurvenbahn oder Musterkontur mit einem mit dem Werkzeug verbundenen Tastkopf mit zumindest zwei Fotozellen zur Erzeugung eines von der Abweichung des Tastkopfes von der Kurvenbahn abhängigen Regelsignals, das Stellglieder so steuert, daß der Tastkopf auf der Spur gehalten und in Richtung der Kurventangente eingestellt wird, und bei dem der von den zwei Fotozellen erfaßte Teil des Kurvenbildes derart moduliert und ausgewertet wird, daß zur Steuerung der Stellglieder ein resultierendes Summensignal und ein resultierendes Differenzsignal abgeleitet werden.

Zweck der Erfindung ist, einen Folgeregler der vorgenannten Art zu schaffen, der die Erzielung einer hohen Flexibilität der Steuerung des Werkzeugs der Bearbeitungsmaschine sowie die Durchführung zusätzlicher Funktionen durch selbsttätige Einstellung des Tastkopfes in eine genaue Lage ermöglicht.

Gemäß der Erfindung ist ein Folgeregler der vorstehend genannten Art mit Schaltkreisen zum Anhalten des Tastkopfes an einer vorbestimmten Stelle längs der Kontur des Musters versehen, die von einer in der Musterkontur vorhandenen Unregelmäßigkeit (z. B. einer Querlinie oder einer Unterbrechung in einer linienförmigen Kurvenbahn) gebildet ist, wobei die Schaltkreise zum Anhalten des Tastkopfes derart geschaltet sind, daß sie auf die Ausgangssignale der Fotozellen ansprechen, wenn der Tastkopf die Unregelmäßigkeit der Musterkontur abtastet, um den Tastkopf in die Lage einzustellen, in welcher das Bild der Unregelmäßigkeit mit Bezug auf die beiden Fotozellen zentriert ist.

Vorzugsweise sind die Schaltkreise zum Anhalten des Tastkopfes derart geschaltet, daß sie auf eine geradzahlige Harmonische der Ausgangssignale der Fotozellen ansprechen.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung macht, wenn der Tastkopf eine Unregelmäßigkeit der Musterkontur abtastet, der eine Schaltkreis, der auf das eine der resultierenden Signale anspricht, die Stellglieder unwirksam, und der zweite Schaltkreis, der auf das andere der resultierenden Signale anspricht, wird von dem erstgenannten Schaltkreis Folgeregler und Verfahren zur Nachführung eines Werkzeugs längs einer auf einer Schablone
befindlichen Kurvenbahn oder Musterkontur

Anmelder:

Stewart-Warner Corporation,

Chicago, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. E. Wiegand und Dipl.-Ing. W. Niemann,

Patentanwälte, 2000 Hamburg 50, Königstr. 28

Als Erfinder benannt:

Francis Gregory Bardwell, Chicago, JlL;

Robert Addison Payne, Des Piaines, JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 13. Januar 1965 (425 234)

angesteuert, um den Tastkopf in die genannte zentrierte Lage einzustellen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung arbeitet der erste Schaltkreis außerdem dahingehend, die Stellglieder unwirksam zu machen, wenn der Tastkopf kein Bild der Musterkontur abtastet.

Vorzugsweise bilden die Stellglieder ein Koordinaten-Antriebssystem.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Blockdiagramm einer Kopiereinrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines Linienabtastkopfes, dessen Lage mit der Mitte der Musterlinie in Ausrichtung gebracht wird;

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung von 2. Harmonische enthaltenden Wellenformen an verschiedenen Punkten des Systems, und sie zeigt deren Beziehung zu der Grundfrequenzwellenform, die durch die Schwingungen eines Schirms in dem Abtastkopf bestimmt wird;

Fig.4a, 4b und 4c sind schematische Darstellungen des Abtastkopfes gemäß F i g. 2 in verschiedenen Stellungen mit Bezug auf die Musterlinie und eine sie kreuzende Querlinie;

F i g. 5 a, 5 b und 5 c sind graphische Darstellungen verschiedener Wellenformen an verschiedenen Punk-

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ten des Systems, welche den in Fig. 4a₃ 4b und 4c komponente eine Anzeige hinsichtlich der Winkelwiedergegebenen verschiedenen Stellungen des Ab- abweichung zwischen der Bewegungsachse 64 und

tastkopfes mit Bezug auf die Querlinie entsprechen; einer Tangente liefert, die an den Abschnitt der

F i g. 6 ist ein Schaltungsschema für eine bevor- Musterlinie 24 angelegt ist, der von den lichtempfindzugte Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der 5 liehen Zonen 60 a und 60 b abgetastet wird. Die von

Erfindung. den beiden im Abtastkopf 22 befindlichen lichtemp-

Die in Fig. 1 wiedergegebene und allgemein mit findlichen Zonen60a und 60b erzeugten Signale 20 bezeichnete Kopiereinrichtung enthält einen Ab- werden über Leiter 68, 70 und 72 auf den Additionstastkopf 22, der einer Musterlinie 24 folgt und be- und Subtraktions-Stromkreis 58 übertragen (Fig. 1). wirkt, daß ein Werkzeug 26, wie z. B. ein Schneid- io Das aus dem Additions- und Subtraktions-Strombrenner, ein Fräsmaschinenstahl od. dgl., eine ahn- kreis 58 erhaltene Differenzsignal wird über einen liehe Linie 28 in einem Werkstück 30 reproduziert. Leiter 74 und einen Verstärker 76 dem Servomotor Der Abtastkopf 22 ist auf einem Wagen 32 drehbar 44 zugeführt, welcher den Abtastkopf 22 dreht, um angeordnet, der längs eines zweiten Wagens 34 mit- dessen Längsbewegungsachse 64 mit der Musterlinie tels einer Leitspindel 36 von einem auf dem Wagen 15 24 auszurichten.

34 angeordneten Servomotors 40 (nachstehend als Das aus dem Additions- und Subtraktions-Strom-

X-Motor bezeichnet) hin- und herbewegbar ist. Der kreis 58 erhaltene Summensignal wird über einen

Wagen 34 ist seinerseits mittels einer Leitspindel 38 Leiter 78 und einen Verstärker 80 einer Stelmngs-

von einem Servomotor 42 (nachstehend als F-Motor signalwicklung 55 auf dem Stator 52 des Resolvers

bezeichnet) in einer Richtung hin- und herbewegbar, 20 50 zugeführt. Dieses Signal induziert zusammen mit

die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Wagens dem Bezugsgeschwindigkeitsantriebssignal, das von

32 verläuft. dem Stromkreis 56 in der Statorwicklung 53 erzeugt

Der Abtastkopf 22 kann um eine Achse 66 von wird, in auf dem Rotor 54 angeordneten Wicklungen

einem auf dem Wagen 32 angeordneten Servomotor 57 und 59 in Phase und Amplitude richtig orientierte

44 über ein leerlaufendes Zahnrad 46 gedreht werden, 25 Signale, so daß die mit diesen Wicklungen über Ver-

das mit einem an dem Abtastkopf 22 fest angeordne- stärker 41 bzw. 43 verbundenen X- und Γ-Motoren

ten Zahnrad 48 kämmt. Es ist ein Drehtransformator 40 und 42 den Abtastkopf 22 mit einer konstanten

oder Resolver 50 mit Stator 52 und einem Rotor 54 Geschwindigkeit längs der Musterlinie 24 bewegen,

vorgesehen. Der Rotor 54 ist mit dem Abtastkopf 22 Auf diese Weise wird während des normalen Arbei-

derart verbunden, daß er sich mit dem Abtastkopf 30 tens der Abtastkopf mit einer konstanten Geschwin-

dreht. Der Resolver 50 führt während des normalen digkeit längs der Mitte der Musterlinie 24 bewegt,

Arbeitens dem X-Servomotor 40 und dem Γ-Servo- und seine Längsbewegungsachse 64 wird mit der

motor 42 Antriebssignale zu, die entsprechend der Musterlinie in Winkelausrichtung gehalten.

Beziehung zwischen einem aus einem Stromkreis 56 Dem vorstehend beschriebenen Teil der Einrichtung

erhaltenen Bezugsgeschwindigkeitsantriebssignal und 35 sind Mittel zugeordnet, die eine in der Musterlinie vor-

einem aus einem Additions- und Subtraktions-Strom- handene Unregelmäßigkeit, wie z. B. eine Querlinie84,

kreis 58 erhaltenen Ausgangssignal aufgelöst werden, feststellen und den Abtastkopf 22 derart antreiben, daß

wie dies nachstehend erläutert wird. seine Lage mit Bezug auf die Querlinie genau ein-

Bei der in F i g. 1 wiedergegebenen bevorzugten gestellt wird. Es ist ein sogenannter Außerlinie- und

Ausführungsform der Erfindung ist ein Abtastkopf 40 Querlinie-Schaltkreis 86 (Fig. 1) vorgesehen, der,

mit Doppelfotozelle vorgesehen. Der Abtastkopf 22 wenn der Abtastkopf 22 eine Querlinie feststellt, die

weist zwei langgestreckte lichtempfindliche Zonen Antriebssignalwicklung 53 des Resolvers 50 von dem

60a und 60& (Fig. 2) auf, die sich quer zu der Ausgang des das Bezugsgeschwindigkeitsantriebs-

Längsbewegungsachse 64 des Abtastkopfes 22 er- signal liefernden Stromkreis 56 auf den Ausgang

strecken und im wesentlichen in gleichem Abstand 45 eines ein Querlinienantriebssignal liefernden Schalt-

vor bzw. hinter der Drehachse 66 des Abtastkopfes kreises 88 schaltet. Der Außerlinie- und Querfiaie-

liegen. Ein lichtundurchlässiger Schirm 63, dessen Schaltkreis 86 und der das Querlinienantriebssignal

Breite ungefähr gleich derjenigen des Bildes der liefernde Schaltkreis 88 werden von harmonischen

Musterlinie 24 ist, wird veranlaßt, quer zur Achse 64 Komponenten des Summensignals und des Differenz-

in Richtung der Längsausdehnung der lichtempfind- 50 signals die an den Ausgängen des Additions- und

liehen Zonen 60 a und 60 b hin- und herzuschwingen, Subtraktions-Stromkreises 58 erhalten werden, in der

um das Bild der Musterlinie 24, welches von den nachstehend beschriebenen Weise gesteuert. Um das

lichtempfindlichen Zonen 60 a und 60 δ empfangen Verständnis der Arbeitsweise dieser Stromkreise zu

wird, zu modulieren. erleichtern, soll nachstehend zunächst die Erzeugung

Die Addition der von den beiden lichtempfind- 55 der harmonischen Komponenten der Signale erläutert

liehen Zonen 60 a und 60 & erzeugten Signale ergibt werden.

ein Summensignal, dessen vorbestimmte Frequenz- Wenn der Abtastkopf 22 der Mitte der Musterkomponente eine Anzeige hinsichtlich der Quer- linie 24 folgt (F i g. 2), dann erzeugen die lichtempabweichung der Mitte der Musterlinie 24 von dem findlichen Zonen 60 a und 60 b jeweils Ausgangs-Abtastzentrum des Abtastkopfes 22 liefert. Das Ab- 60 signale, die eine Frequenz haben, welche das Doptastzentrum des Abtastkopfes 22 ist durch einen auf pelte der vorbestimmten Frequenz beträgt, die durch der Bewegungsachse 64 in der Mitte zwischen den das Schwingen des Schirms 63 erzeugt wird. Zur Erlichtempfindlichen Zonen 60 a und 60 & liegenden läuterung der von dem Abtastkopf erzeugten Wellen-Punkt wiedergegeben (Fig. 2), der mit der Dreh- formen (Fig. 3) ist die Nullamplitude der Schirmachse 66 des Abtastkopfes zusammenfällt. 65 schwingung als der Punkt gewählt, an dem dei Die Subtraktion der von den beiden lichtempfind- Schirm 63 mit der Längsbewegungsachse 64 des Abliehen Zonen60a und 60δ erzeugten Signale ergibt tastkopfes in Ausrichtung liegt. Die in Fig. 2 eingeein Differenzsignal, dessen vorbestimmte Frequenz- zeichneten Grenzlinien 82 α und 82 & entsprechen dem

positiven bzw. dem negativen Maximum der in F i g. 3 wiedergegebenen Wellenform des schwingenden Schirms.

Es ist ersichtlich, daß, wenn sowohl der schwingende Schirm 63 als auch die Längsbewegungsachse 64 des Abtastkopfes mit der Musterlinie 24 in Ausrichtung sind, Licht von größter Intensität auf die zu beiden Seiten des Bildes der Musterlinie 24 liegenden Teile 60 a' bzw. 60 V der lichtempfindlichen Zonen 60 α und 60 6 auftritt. Licht von kleinster Intensität fällt auf die lichtempfindlichen Zonen 60 α und 606, wenn der schwingende Schirm 63 sich in der einen oder der anderen seiner maximalen Grenzstellungen 82 a, 82 6 befindet. In F i g. 3 sind die Wellenformen für die getrennten lichtempfindlichen Zonen 60 α und 60 & mit (α) bzw. (b) bezeichnet. Wenn der Abtastkopf (22) mit dem Bild der Musterlinie in Ausrichtung ist, sind in den von den lichtempfindlichen Zonen erzeugten Ausgangssignalen nur die 2. Harmonischen vorhanden.

Der Schaltkreis 86 und der die Querlinienantriebssignale liefernde Schaltkreis 88 werden beim Ansprechen auf die 2. Harmonischen des am Ausgang des Stromkreises 58 erhaltenen Summen- und des Differenzsignals wirksam. Wenn der Abtastkopf mit dem Bild der Musterlinie in Ausrichtung ist, dann haben das Summen- und das Differenzsignal die in Fig. 3 mit (d) + (b) bzw. mit (α)—(6) bezeichneten Wellenformen. Das Summensignal, das eine 2. Harmonische der vorbestimmten Frequenz ist, hat eine Amplitude, die ungefähr das Doppelte derjenigen eines der von den lichtempfindlichen Zonen gelieferten Signale (α) und (b) beträgt. Diese Amplitude soll für die nachstehend erläuterten Zwecke mit (A+B) bezeichnet werden. Die Amplitude des Differenzsignals (ä)~(b) hat unter dieser Bedingung den Wert Null.

Es ist ersichtlich, daß das Summensignal (α) + (6) eine 2. Harmonische enthält, solange die Musterlinie 24 von den lichtempfindlichen Zonen 60 a, 60 & gesehen wird. Wenn jedoch kein Bild der Musterlinie 24 auf die lichtempfindlichen Zonen geworfen wird, dann ändert sich die Intensität des auf sie auftreffenden Lichts nicht, da der Schirm zwischen seinen äußersten Stellungen schwingt und das Summensignal und das Differenzsignal der 2. Harmonischen beide den Wert Null haben.

Die Fi g. 4 a, 4 b und 4 c veranschaulichen in Verbindung mit den F i g. 5 a, 5 b und 5 c den auf die Wellenformen ausgeübten Effekt, wenn von den lichtempfindlichen Zonen 60 a und 60 & eine Querlinie 84 festgestellt wird.

F i g. 4 a gibt den Zustand wieder, wenn der Abtastkopf 22 mit Bezug auf die Querlinie 84 zentriert ist, so daß die lichtempfindlichen Zonen 60 a und 60 & gleich große Teile der Querlinie 84 sehen. Daher enthalten die von den getrennten lichtempfindlichen Zonen 60 α und 60 b gelieferten Ausgänge, die in F i g. 5 a durch die Wellenformen (α) bzw. (b) wiedergegeben sind, 2. Harmonische, die gleiche Amplitude haben und miteinander in Phase sind. Die Summe dieser beiden Signale, die in F i g. 5 a durch die Wellenform (a)+(6) wiedergegeben ist, wird dazu verwendet, Außerlinie- und Querlinie-Schaltkreis 86 zu erregen, um den die Geschwindigkeitsantriebssignale liefernden Stromkreis 56 (Fig. 1) von dem Resolver 50 abzuschalten und den die Querlinienantriebssignale liefernden Schaltkreis 88 an den Resolver 50 anzuschalten. Es ist ersichtlich, daß die Amplitude des in Fig. 5a wiedergegebenen Summensignals (a) + (b) ungefähr die Hälfte der Amplitude des in F i g. 3 wiedergegebenen (α) + (6)-SignaIs oder ¹Ii (A +B) beträgt. Diese Amplitudendifferenz ermöglicht zusammen mit dem Umstand, daß kein Signal vorhanden ist, wenn die Querlinie außer dem Bereich der lichtempfindlichen Zonen liegt, dem Schaltkreis 86 zwischen dem normalen Zustand und dem Zustand

ίο zu unterscheiden, in welchem eine Querlinie oder eine Unterbrechung der Musterlinie angetroffen wird.

Die Differenz der beiden Signale, die in F i g. 5 a durch die Wellenform (a)—(b) wiedergegeben ist, hat natürlich den Wert Null für den Zustand, in welchem der Abtastkopf auf der Querlinie 84 zentriert ist, und dieses Differenzsignal (α)—(6) wird in dem Querlinienantriebssignal-Schaltkreis 88 verwendet, um dem Resolver 50 Antriebssignale zuzuführen und den Abtastkopf 22 über der Querlinie 84 zu zentrieren.

so Fig. 4b gibt den Zustand wieder, in welchem der Abtastkopf 22, der sich in Richtung des Pfeiles 89 vorwärts bewegt, eine Lage einnimmt, in welcher die vordere lichtempfindliche Zone 60 a von dem Bild der Querlinie 84 abgedeckt ist und somit ein Signal

as liefert, das im wesentlichen den Wert Null hat, wie dies in Fig. 5b durch die Wellenform (α) wiedergegeben ist. Die hintere lichtempfindliche Zone 60 b, welche die Querlinie 84 nicht trifft, erzeugt eine 2. Harmonische, deren Amplitude gleich derjenigen des Signals ist, das von dieser Zone in dem Zustand erzeugt wird, in welchem keine Querlinie angetroffen wird (Fig. 2und 3), und die in Fig. 5b durch die Wellenform (b) wiedergegeben ist. Die in Fig. 5b wiedergegebene Wellenform (α) 4- (b) ist die Summe der Signale (α) und (b) und hat eine Amplitude ungefähr von dem Wert 1/2 (A + B).

Die in Fig. 5b durch eine ausgezogene Linie wiedergegebene Wellenform 90 stellt das wahre Differenzsignal (a)—(b) dar. Der Additions- und Subtraktions-Stromkreis 58 erzeugt außerdem ein Signal von entgegengesetzter Phase und gleicher Amplitude wie das Differenzsignal (a) — (b), und dieses Signal ist in F i g. 5 b durch die in einer gestrichelten Linie wiedergegebenen Wellenform 92 dargestellt.

Die beiden Signale 90 und 92 werden in einem in dem die Querlmienantriebssignale erzeugenden Stromkreis 88 angeordneten Diodendemodulator kombiniert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Wellenform hat, die in Fig. 5b durch die ausgezogene Linie 94 wiedergegeben ist. Es ist ersichtlich, daß dieses Ausgangssignal eine Grundfrequenzkomponente hat, deren Wellenform durch die gestrichelte Linie 96 wiedergegeben ist. Die Phase und die Amplitude dieser Grundfrequenzkomponente 96 liefern eine Anzeige hinsichtlich der Richtung bzw. des Ausmaßes der Abweichung des Abtastzentrums 66 von der Mitte der Querlinie 84.

F i g. 4 c gibt den Zustand wieder, in welchem der sich in Richtung des Pfeiles 89 vorbewegende Abtastkopf 22 über die Querlinie 84 so weit hinausgeschossen ist, daß nur die hintere lichtempfindliche Zone 606 die Querlinie 84 sieht. In diesem Fall hat das von dieser lichtempfindlichen Zone 60 6 gelieferte Ausgangssignal den Wert Null, wie dies in Fig.5c durch die Linie (6) wiedergegeben ist, während das von der vorderen lichtempfindlichen Zone 60 a gelieferte Signal die in F i g. 5 c wiedergegebene Wellenform (α) hat. Das Summensignal (a)+(b) ist ungefähr

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das gleiche wie in dem Zustand gemäß Fig. 4b und stände 124a bzw. 1246 mit Erde verbunden sind. 5 b, während das Differenzsignal (α)—(6) gegenüber Der im Emitterkreis des Transistors 1166 liegende dem in dem Zustand gemäß F i g. 4 b und 5 b erhalte- Widerstand 124 6 ist ein Potentiometer, dessen Schienen Differenzsignal um 180° phasenverschoben ist. ber 126 über einen Kondensator 128 6 mit dem einen Das wahre Differenzsignal (α)—(6) ist in Fig. 5c 5 Ende 1306 der mit einer Mittelanzapfung 136 verdurch die in ausgezogener Linie wiedergegebene sehenen Primärwicklung 132 eines Transformators Wellenform 98 dargestellt, und das erzeugte Signal 134 verbunden ist. Der Ausgang des anderen Tranvon entgegengesetzter Phase ist durch die in ge- sistors 160 a wird unmittelbar von seinem Emitter strichelter Linie wiedergegebene Wellenform 100 122 a abgenommen und über einen Kondensator dargestellt. io 128 a dem anderen Ende 130 a der Transformator-

Der Ausgang des Diodendemodulators ist durch Primärwicklung 132 zugeführt. Das Potentiometer die in ausgezogener Linie wiedergegebene Wellenform 124 6 dient zur Gleichgewichtseinstellung für die 102 dargestellt, und seine Grundfrequenzkomponente beiden Transistorkreise.

ist durch die in gestrichelter Linie wiedergebene Der Strom an der Mittelanzapfung 136 der Pri-

Wellenform 104 dargestellt. Die Grundfrequenz- 15 märwicklung 132 des Transformators 134 ist der komponente 104 ist in dem Zustand gemäß Fig. 4c Summe der Ausgänge der beiden Transistorverstärin ihrer Phase der Grundfrequenzkomponente 96 in ker 116 a und 1166 proportional. Daher tritt an diedem Zustand gemäß Fig. 4b entgegengesetzt, was ser Anzapfung das Summensignal (α)+(6) auf, welandeutet, daß das Abtastzentrum 66 vorwärts von ches über einen Leiter 138 und einen Verstärker 140 der Mitte der Querlinie 84 liegt. ao der Stellungssignalwicklung 55 auf dem Stator des

Diese Grundfrequenzkomponentensignale 96 und Resolvers 50 zugeführt wird, wo es mit dem Ge-104 werden den Antriebssignalwicklungen 57, 59 des schwindigkeitssignal, das an der um 90° versetzten Resolvers 50 (Fig. 1) zugeführt, welche die Servo- Statorwicklung 53 auftritt, zusammenwirkt, um in motoren 40 und 42 erregen, um den Abtastkopf 22 den Rotorwicklungen 57, 59 Signale zu induzieren, mit der Querlinie 84 in Ausrichtung zu bringen. Wenn 25 so daß der X-Motor 40 und der F-Motor 42 den Absich der Abtastkopf der Querlinie nähert, liefert der tastkopf längs der Musterlinie bewegen.
Stromkreis 88 ein Antriebssignal, so daß der Abtast- Das Bezugsgeschwindigkeitsantriebssignal wird der

kopf seine Vorwärtsbewegung gegen die Querlinie Statorwicklung 53 von dem Stromkreis 56 über einen fortsetzt. Wenn der Abtastkopf über die Querlinie Kontakt KIa eines in dem Bezugsgeschwindigkeitshinausgeschossen ist, bewegt ihn ein Signal von um- 30 antriebssignal-Stromkreis56 angeordneten Wählrelais gekehrter Phase gegen die Querlinie zurück. Sobald Kl zugeführt. Der Kontakt Al α ist über einen Leiter sich der Abtastkopf von selbst mit der Querlinie aus- 148 mit dem Schieber 150 eines Geschwindigkeitsgerichtet hat, sind die Ausgänge der lichtempfind- Auswählpotentiometers 152 verbunden. Das Potentlichen Zonen gleich, und es wird dem Auflöser kein tiometer 152 ist in Reihe mit einem Kontakt K2 a Differenzsignal zugeführt, so daß der Abtastkopf 35 eines Außerlinien-Relais J£2, einen Kontakte 16 des stehenbleibt. Wählrelais Kl und einen Kontakt K3α eines Quer

linien-Relais K3 zwischen eine Bezugsgeschwindigr-

^. , , . , „ , , keitssienalquelle 154 und Erde geschaltet. Diese

Die elektronische Schaltung BezugsgeschwindigkeitssignalqueUe 154 kann ein

40 übliches 60-Hz-Einphasennetz sein, und sie ist vor-

An Hand von F i g. 6 soll nachstehend die elektro- zugsweise die gleiche, die für den Antrieb des nische Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform schwingenden Schirms 63 in dem Abtastkopf 22 verder Einrichtung gemäß der Erfindung beschrieben wendet wird. Die Wicklung des Wählrelais Kl ist werden. über das Geschwindigkeits-Auswählpotentiometer

Der Abtastkopf 22 weist eine Doppelfotozelle von 45 152 und den Kontakt KI α des Außerlinien-Relais der Fotowiderstandsart auf, die wie zwei getrennte KI geschaltet. Ein normalerweise geschlossener Kon-Fotozellen wirkt, welche jeweils den lichtempfind- takt K 2 6 des Außerlinien-Relais K1 schaltet die liehen Zonen 60a und 606 zugeordnet sind. Der Wicklung des Relais Kl gewöhnlich über die Signalschwingende Schirm 63, welcher das auf die licht- quelle 154.

empfindlichen Zonen 60 a und 606 fallende Bild der 50 Ein von Hand bedienbarer Anlaß- und Überlauf-Musterlinie moduliert, wird von einer Wechselstrom- Druckknopfschalter 156 ist mit zwei Kontakten 156 a quelle angetrieben, die ein gewöhnliches 60-Hz-Ein- und 1566 versehen, die parallel zu den drei Kontakphasennetz sein kann. Es sei bemerkt, daß bei der ten K16, KIa und K3a liegen, so daß bei der BeErfindung auch irgendeine andere Fotozellenart ver- tätigung des Druckknopfschalters 156 der Wicklung wendet werden kann. 55 53 des Resolvers 50 Energie zugeführt wird. Es ist

Die lichtempfindlichen Zonen 60 a und 606 haben ein dritter Kontakt 156 c vorgesehen, um über einen einen gemeinsamen Erdanschluß 106, und jede Zone Leiter 157 die Wicklung des Relais Kl zu erregen, ist über Spannungsteilerwiderstände 107 a, 108 α bzw. falls der Abtastkopf sich über einer Linie befindet, 1076, 1086 mit der positiven Klemme einer Gleich- wenn die Einrichtung erstmals eingeschaltet wird,
Spannungsquelle verbunden. Die Ausgänge 110a 60 Die Kontakte Kl6 und K3α schaffen einen Haltebzw. 1106 der lichtempfindlichen Zonen 60a und kreis für das Antriebsrelais Kl. Diese Kontakte sind, 606 sind über Leiter 112 a bzw. 1126 unmittelbar wenn während des normalen Arbeitens der Abtastmit der Basis 114a bzw. 1146 von Transistoren 116a kopf einer Linie folgt, geschlossen, um das Relais Kl und 1166 verbunden. Die Transistoren 116a und erregt zu halten. Die Kontakte K2α und KIa sind 1166 sind als Emitterverstärker geschaltet, und ihre 65 ebenfalls geschlossen, um dem Resolver 50 das B&- Kollektoren 20 a bzw. 1206 sind an die positive zugsgeschwindigkeitssignal zuzuführen. Der norma-Klemme der Gleichspannungsquelle angeschlossen, !erweise geschlossene Kontakt KIc des Relais Kl während ihre Emitter 122 a bzw. 1226 über Wider- ' wird während des normalen Arbeitens offengehalten»

um den Querlinienantriebssignal-Schaltkreis 88 von dem Resolver 50 abzuschalten.

Wie bereits oben erwähnt, hält der Motor 44 den Rotor in richtiger Winkellage mit Bezug auf die Richtung der Musterlinie, und er empfängt sein Antriebssignal, d. h. das Differenzsignal (a)—(b) von einer Sekundärwicklung 142 des Transformators 134. Dieses von der Sekundärwicklung 142 erhaltene Signal wird dem Motor 44 über einen Leiter 144 und einen Verstärker 146 zugeführt.

Der Außerlinie- und Querlinie-Schaltkreis

Der Außerlinie- und Querlinie-Schaltkreis 86 steuert das automatische Arbeiten des Antriebswählrelais Kl, um die Verbindung der Antriebssignalquelle mit dem Resolver 50 zu steuern. Der Schaltkreis 86 empfängt von der Mittelanzapfung 136 der Primärwicklung 132 des Transformators 134 ein Eingangssignal, welches das Summensignal (a) + (b) ist. Die Mittelanzapfung 136 der Transformatorprimärwicklung 132 ist durch einen Leiter 158 mit dem einen Ende eines Potentiometers 160 verbunden, dessen anderes Ende an Erde angeschlossen ist. Das Potentiometer 160 dient zum Dämpfen des Signals, um eine richtige Eichung des Schaltkreises 86 mit Bezug auf das abzutastende besondere Muster zu ermöglichen.

Das Summensignal wird von dem Schieber 162 des Potentiometers über einen Kondensator 164 der Basis 166 eines Transistors 168 zugeführt, der als Emitterverstärker geschaltet ist. Widerstände 170 und 172 liefern eine Vorspannung und eine Stabilisierung des Stromkreises, und ein Widerstand 174, der zwischen den Kollektor 176 des Transistors 168 und einen positive Gleichspannung führenden Leiter 178 geschaltet ist, dient als Belastungswiderstand. Widerstände 180 und 182, die zwischen den Emitter 184 des Transistors 168 und Erde geschaltet sind, dienen zusammen mit einem Kondensator 186 dazu, eine geringe negative Rückkopplung zu erzeugen, um die Verzerrung auf einem Minimum zu halten und eine Stabilisierung zu schaffen.

Der an dem Kollektor 176 des Transistors 168 erhaltene Ausgang wird über einen Leiter 188 der Basis 190 eines Emitterfolgetransistors 192 zugeführt. Der Ausgang wird an dessen Emitter 194 abgenommen, der über einen Widerstand 196 mit dem positive Gleichspannung führenden Leiter 178 verbunden ist, und ein Kondensator 198 führt das Signal über eine Verbindungsstelle 199 der Basis 200 eines Transistors 202 zu. Der Transistor 202 wird mittels eines Eingangswiderstands 210 und Spannungsteilerwiderstände 204, 206, die mit dem Emitter 208 des Transistors 202 verbunden sind, vorgespannt. Ein das Außerlinie-Relais K 2 steuernder Transistor 212 ist über einen in dem Kollektorkreis des Transistors 202 liegenden Belastungswiderstand. 214 geschaltet, dem ein Kondensator 216 parallel geschaltet ist, um das Kollektorsignal des Transistors 202 zu integrieren und an den das Außerlinien-Relais K2 steuernden Transistor 212 jedesmal eine Vorspannung in Durchlaßrichtung anzulegen, wenn der Außerlinie- und Querlinie-Schaltkreis 86 ein Summensignal empfängt. Das in dem Kollektorkreis des Transistors 212 liegende Außerlinien-Relais JT2 wird erregt gehalten, wenn der Transistor 212 durch die Durchlaßvorspannung leitend gemacht wird.

Das an der Verbindungsstelle 199 auftretende Signal wird außerdem über einen Leiter 218 unmittelbar der Basis 220 eines Transistors 222 zugeführt. Diesem Transistor 222 wird mittels eines Eingangs-Widerstands 210 und mit seinem Emitter 228 verbundener Spannungsteilerwiderstände 224 und 226 eine Vorspannung in Sperrichtung zugeführt. Die Vorspannung an diesem Transistor 222 ist aus den nachstehend genannten Gründen wesentlich größer

ίο als die an dem Transistor 202. Der an einem im Kollektorkreis des Transistors 222 liegenden Belasturigswiderstand 230 erhaltene Ausgang wird unmittelbar der Basis 232 eines Transistors 234 zugeführt, der das Querlinien-Relais K 3 steuert, welches unmittelbar zwischen den Kollektor 236 des Transistors 234 und den positive Gleichspannung führenden Leiter 178 geschaltet ist. Der Belastungswiderstand 230 wirkt zusammen mit einem Kondensator 238 als Integrator, der an den das Querlinien-Relais

zo K2> steuernden Transistor 234 eine Vorspannung in Durchlaßrichtung anlegt, um ihn in leitendem Zustand zu halten, wenn die Amplitude des an der Verbindungsstelle 199 auftretenden Signals ausreicht, um die Vorspannung des Transistors 222 zu überwinden.

Nachstehend soll die Arbeitsweise des Außerlinie- und Querlinie-Schaltkreises 86 beschrieben werden. Aus der Erläuterung der F i g. 2 und 3, welche den die Musterlinie 24 beim Fehlen einer Querlinie 84 abtastenden Abtastkopf 22 und die zugehörigen Wellenformen wiedergeben, geht hervor, daß das Summensignal (a) + (b) eine 2. Harmonische der vorbestimmten Abtastfrequenz enthält, wenn die Musterlinie abgetastet wird, und daß kein Summensignal erzeugt wird, wenn die Musterlinie nicht abgetastet wird. Das Summensignal ist ausreichend, um sowohl das Außerlinien-Relais K2 als auch das Querlinien-Relais K3 erregt zu halten, wenn der Abtastkopf 22 sich längs der Musterlinie 24 bewegt, ohne auf eine Querlinie zu treffen, da die Amplitude des Summensignals gleich (A +B) ist. Das an der Verbindungsstelle 199 auftretende verstärkte Signal ist ausreichend, um die beiden Transistoren 202 und 222 leitend zu machen, so daß an die Relaissteuertransistoren 212 und 234 eine Durchlaßvorspannung angelegt wird und die Relais K2 und K3 erregt werden. Die Erregung des Außerlinien-Relais Kl und des Querlinien-Relais K3 dient somit dazu, den Haltekreis des Wählrelais Kl über die RelaiskontakteKlb und K3a geschlossen zu halten, und die Bezugsgeschwindigkeitssignalquelle 154 wird über das Potentiometer 152 mit dem Resolver 50 in Verbindung gehalten, um den Abtastkopf 22 mit einer konstanten Geschwindigkeit längs der Musterlinie zu bewegen. Falls jedoch der Abtastkopf 22 von der Musterlinie 24 abirrt oder eine Unterbrechung in der Musterlinie antrifft, dann hat das Summensignal (ä) + (b) den Wert Null und die Erregerströme für das Außerlinien-Relais K2 und das Querlinien-Relais K3 verschwinden. Der Kontakt K2α öffnet sich, der Kontakt .ST 3 a im Haltekreis für das Antriebswählrelais Kl öffnet sich, das Relais Kl wird stromlos, und der Kontakt Kla öffnet sich, um das Bezugsgeschwindigkeitssignal von dem Resolver 50 wegzunehmen, so daß der Abtastkopf seine Vorwärtsbewegung anhält.

Falls der Abtastkopf 22 bei seiner Vorwärtsbewegung längs der Musterlinie 24 auf eine Querlinie 84 trifft, so daß nur die vordere lichtempfindliche Zone

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60 α die Querlinie 84 sieht (Fig. 4b), dann wird ein Summensignal (a) + (b) mit einer Amplitude vom Wert ¹Ii (A+B) erzeugt. Die an dem Transistor 220 in dem Außerlinie- und Querlinie-Schaltkreis 86 auftretende Sperrvorspannung wird derart gewählt, daß ein Summensignal von der Amplitude ¹Za (A +B) nicht ausreicht, den Transistor 220 in leitenden Zustand zu bringen, um für den Transistor 234 eine Durchlaßvorspannung zu erzeugen. Daher wird das Querlinien-Relais K 3 stromlos gemacht, und der Kontakt K3a in dem Geschwindigkeitsantriebssignal-Stromkreis 56 öffnet sich, um das Geschwindigkeitsantriebssignal von dem Resolver 50 wegzunehmen. Der Kontakt XIc des Antriebswählrelais Kl schließt sich jedoch, um den Ausgang des Querlinienantriebssignal-Schaltkreises 88 mit dem Resolver 50 zu verbinden, und es wird in diesem ein Antriebssignal erzeugt, welches den Abtastkopf bewegt, um ihn auf der Querlinie 84 zu zentrieren, wie dies nachstehend beschrieben wird.

Der Querlinienantriebssignal-Schaltkreis

Der Querlinienantriebssignal-Schaltkreis 88 wird beim Ansprechen auf die 2. Harmonische in dem Differenzsignal (a)—(b) wirksam, um der Antriebswicklung 53 des Resolvers 50 ein Signal zuzuführen, welches den Abtastkopf mit Bezug auf die Querlinie einstellt. Die Phase und die Amplitude des aus dem Schaltkreis 88 erhaltenen Ausgangssignals liefern eine Anzeige für die Richtung bzw. das Ausmaß der Abweichung des Abtastzentrums des Abtastkopfes 22 von der Mitte der Querlinie 84.

Das Differenzsignal (d)~(b) wird wechselseitig in gleichen, aber entgegengesetzt gewickelten Sekundärwicklungen 240 und 242 des Transformators 134 induziert. Daher liefern diese Wicklungen gleiche, aber in der Phase entgegengesetzte Differenzsignale (a) — (b) an die Eingänge eines Diodendemodulator-Stromkreises 244 entsprechend den in Fig. 5b und 5 c wiedergegebenen Wellenformen 90, 92 bzw. 98, 100.

Der Diodendemodulator-Stromkreis 244 enthält einen ersten Satz 246 von vier in Brücke geschalteten Dioden 248 a bis 248 <i und einen zweiten Satz 250 von vier in Brücke geschalteten Dioden 252« bis 252 d. Diese beiden Sätze sind in paralleler Anordnung über Leiter 256a und 256& und Widerstände 258 a, 2586 bzw. 258 c, 258 d mit Klemmen 254 verbunden, an die eine Bezugssignalquelle angeschlossen ist. Diese Bezugssignalquelle ist vorzugsweise die gleiche wie die Quelle, welche den schwingenden Schirm 63 antreibt, und die Quelle 154, die das Bezugsgeschwindigkeitssignal erzeugt. Die Dioden in den beiden Sätzen 246 und 250 sind jeweils derart gerichtet, daß sie während entgegengesetzter Halbperioden des an den Klemmen 254 auftretenden Bezugsspannungssignals in der Durchlaßrichtung vorgespannt bzw. leitend sind.

Die beiden Sekundärwicklungen 240 und 242 des Transformators 134 liefern die Eingangsspannung für den Diodendemodulator 244. Das eine Ende der Wicklung 240 ist an den Verbindungspunkt 260 zwischen den Dioden 248 a und 248 & und ihr anderes Ende an den Verbindungspunkt 262 zwischen den Dioden 252 a und 252 & angeschlossen, während das eine Ende der Wicklung 242 an den Verbindungspunkt 264 zwischen den Dioden 248 c und 248 d und ihr anderes Ende an den Verbindungspunkt 266 zwischen den Dioden 252 c und 252 d angeschlossen ist. Die Ausgangsspannung des Diodendemodulators 244 tritt zwischen dem Verbindungspunkt 260 und dem geerdeten Verbindungspunkt 266 auf.

Die Arbeitsweise des DemoduIator-Stromkr-eises 244 ist am besten verständlich, wenn die in Fig. 6 eingezeichneten Wellenformen betracht werden, die

ίο an dem Ende 130 & der Primärwicklung 132 des Transformators 134, dem von der einen Klemme 254 der Bezugssignalquelle kommenden Leiter 256 a, dem einen Ende der Sekundärwicklung 240 und dem einen Ende der Sekundärwicklung 242 des Transformators 134 erscheinen. Diese Wellenformen geben die Bedingung wieder, wenn der der Musterlinie 24 folgende Abtastkopf 22 auf eine Querlinie 84 trifft, so daß das Bild der Querlinie nur auf die lichtempfindliche Zone 60 a geworfen wird, wie dies in Fig. 4b wiedergegeben ist.

Unter dieser Bedingung tritt an dem Ende 130 a der Primärwicklung 132 des Transformators 134 fein Signal auf, da von der lichtempfindlichen Zone 60 α kein Signal erzeugt wird. Jedoch erzeugt die zweite lichtempfindliche Zone 60 b ein Signal, welches die an dem Ende 130 & der Primärwicklung 132 des Transformators 134 wiedergegebene Wellenform 267 a hat. Dieses Signal induziert die in der Phase entgegengesetzten Signale 267 δ bzw. 267 c an den Enden der entgegengesetzt gewickelten Sekundärwicklungen 240 und 242 des Transformators 134. Daher tritt während der ersten Halbperiode des Bezugssignals 267 d, in welcher der Diodensatz 246 zum Leiten in Durchlaßrichtung vorgespannt ist, das an der Sekundärwicklung 242 erhaltene Signal an den Ausgangspunkten 260 und 266 des Demodulators auf. Während dieser ersten Halbperiode ist der andere Diodensatz 250 in Sperrichtung vorgespannt, so daß an der anderen Sekundärwicklung 240 erhaltene Signal nicht an den Demodulatorausgangspunkten 260, 266 auftritt.

Während der zweiten Halbperiode des Bezugssignals 267 d werden die Diodensätze entgegengesetzt angesteuert, und der Diodensatz 250 wird leitend gemacht, so daß jetzt das an der Sekundärwicklung 240 erhaltene Signal zwischen den Demodulatorausgangspunkten 260, 266 auftritt. Der Diodensatz 246 ist während dieser zweiten Halbperiode in Sperrichtung vorgespannt, so daß das an der anderen Sekundärwicklung 242 erhaltene Signal von den Demodulatofausgangspunkten 260, 266 abgesperrt ist.

Das Ausgangssignal des Diodendemodulators 244 hat daher die mit 267 e bezeichnete Wellenform, welche die gleiche Grundfrequenz wie das Bezugssignal 267 d hat. Es kann gezeigt werden, daß, wenn der Abtastkopf 22 über die Querlinie 84 hinausschießt, so daß sich der Zustand gemäß F i g. 4 e ergibt, jetzt die Wellenform 267 a an dem Ende 130 a der Primärwicklung 132 des Transformators 134 erscheint. Die Wellenformen 2676 und 267 c Haben entgegengesetzte Phase, und die Ausganeswellenform 267 e hat ebenfalls entgegengesetzte Phase. Es ist daher ersichtlich, daß die Grundfrequenzkomponente des Demodulatorausgangs in Phase und Amplitude entsprechend der Lage des Abtastkopfes 22 bzw. der Querlinie 84 orientiert sind.

Der Ausgang des Demodulators 244 wird über einen Kondensator 268 einem Dämpfungsfilterkreis

270 zugeführt, der zwei Widerstände 272 und 274 und zwei Kondensatoren 276 und 278 enthält und dessen Ausgangswellenform 267/ im wesentlichen der Grundfrequenzkomponente entspricht. Der Ausgang des Filterkreises 270 ist unmittelbar mit der Basis 280 eines Transistors 282 verbunden, der durch Vorspannungs- und Stabilisierungswiderstände 284 und 286 vorgespannt ist. Ein Potentiometer 287 und ein Kondensator 289 dienen als Verstärkungssteuerung für den Stromkreis. Der verstärkte Ausgang des vorbestimmten Grundfrequenzsignals wird an einem Belastungswiderstand 288 abgenommen, der zwischen den Kollektor 290 des Transistors 282 und Erde geschaltet ist.

Dieser Ausgang wird unmittelbar der Basis 292 eines Verstärkertransistors 294 zugeführt. Der Emitter-Kollektor-Kreis, der einen Widerstand 296, einen Widerstand 298, eine Diode 299, den Kollektor 300 und den Emitter 302 des Transistors 294, einen Widerstand 304 und eine aus einem Widerstand und einem Kondensator bestehende Vorspannungs- und Stabilisierungskombination enthält, dient als Antrieb für einen Energieverstärker 308, der den Ausgang des Querlinienantriebssignal-Schaltkreises 88 liefert.

Der Energieverstärker 308 weist zwei Transistoren 310 und 312 auf, die in komplementärsymmetrischer Weise geschaltet sind. Der Kollektor 314 des Transistors 310 ist unmittelbar mit der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle verbunden. Die Emitter 316 bzw. 318 der beiden Transistoren 310 und 312 sind über Widerstände 320 bzw. 322 untereinander verbunden, und der Kollektor 324 des Transistors 312 ist unmittelbar an Erde angeschlossen.

Der Eingang zur Basis 324 des Transistors 310 wird von der Verbindungsstelle 325 zwischen den im Kollektorkreis des Transistors 294 liegenden Widerständen 296 und 298 abgenommen, und der Eingang zur Basis 326 des Transistors 312 wird unmittelbar von dem Kollektor 300 des Transistors 294 abgenommen. Der Ausgang des Gegentaktverstärkers 308 wird von der Verbindungsstelle 328 zwischen den Emitterwiderständen 320 und 322 abgenommen und über einen Kondensator 330 und den normalerweise geschlossenen Kontaktöle des Antriebswählrelais Kl der Antriebswicklung 53 des Resolvers 50 zügeführt.

Der Transistor 294 ist in dem Ruhezustand, in welchem an seiner Basis 292 kein Signal auftritt, leitend, so daß die Verbindungsstelle 328 zwischen den Emitterwiderständen 320 und 322 der Transistoren 310 und 312 sich auf einem Ruhewert zwischen Null und der positiven Gleichspannung befindet, wobei die betreffenden Basen 324, 325 jeweils mittels der Diode 299 und des Widerstands 298 im Kollektorkreis des Transistors 294 in Durchlaßrichtung geringfügig vorgespannt sind. Diese geringe Vorspannung in Durchlaßrichtung verhindert, daß in dem Verstärkerausgangssignal eine Totzone entsteht, die durch die innere Durchbruchspannung in Durchlaßrichtung der pn-Übergänge zwischen den Basen und den Emittern der Transistoren 310, 312 verursacht wird.

Ein am Eingang des Transistors 294 auftretendes, positiv verlaufendes Signal macht den Transistor 312 weiterleitend, während es den Transistor 310 abschaltet. Ein am Eingang des Transistors 294 auftretendes, negativ verlaufendes Signal hat die entgegengesetzte Wirkung, um den Transistor 312 abzuschalten und den Transistor 310 weiterleitend zu machen. Das an der Verbindungsstelle 328 zwischen den Emitterwiderständen 320 und 322 der Transistoren 310 und 312 auftretende Signal fluktiert daher um den Ruhewert entsprechend dem Signal, das an dem Eingangstransistor 294 auftritt. Dieses Signal ist phasen- und amplitudenempfindlich für die Richtung und die Größe der Ausrichtung des Abtastkopfes 22 mit Bezug auf die Querlinie 84.

Die Arbeitsweise

Um die Einrichtung in Betrieb zu setzen, drückt eine Bedienungsperson den Druckknopfschalter 156 nieder, wodurch das Antriebswählrelais Kl erregt wird. Daher wird der Antriebswicklung 53 des Resolvers 50 Energie aus der Signalquelle 154 über den Stromkreis zugeführt, der den Schalter 156, das Potentiometer 152 und den Kontakt Klα des Antriebswählrelais Kl enthält. Es sind (nicht dargestellte) Mittel vorgesehen, welche den Abtastkopf 22 und den Rotor 54 des Resolvers 50 von Hand zu drehen gestatten, so daß die Bedienungsperson den Abtastkopf auf die Musterlinie lenken kann. Die Bedienungsperson muß den Druckknopfschalter 156 niedergedrückt halten, um das Antriebssignal zu erzeugen, wenn sich der Abtastkopf bewegt, ohne die Musterlinie abzutasten, weil kein Signal mit einer 2. Harmonischen vorhanden ist, um das Außerlinien-Relais K2 und das Querlinien-Relais K3 zu erregen. Die in dem Haltekreis für das Antriebswählrelais Kl liegenden Kontakte K2a und K3α bleiben daher geöffnet. Wenn sich der Abtastkopf 22 der Musterlinie 24 nähert, empfangen die lichtempfindlichen Zonen 60 α und 60 b das Bild der Musterlinie, um eine aus einer 2. Harmonischen bestehende Komponente in dem Summensignal (A+B) am Eingang des Außerlinie- und Querlinie-Schaltstromkreises 88 zu erzeugen. Die Relais K2 und K3 werden erregt und schließen ihre in dem Haltekreis für das Antriebswählrelais Kl liegenden Kontakte K2α bzw. K3a, und der Abtastkopf folgt der Musterlinie selbsttätig. Das an der Mittelanzapfung 136 der Primärwicklung 132 des Transformators 134 auftretende Summensignal wird der Stellungssignalwicklung 55 des Resolvers 50 zugeführt, um jede Querabweichung des Abtastkopfes 22 von der Musterlinie zu korrigieren. Das aus der Transformatorsekundärwicklung 142 erhaltene Differenzsignal (a) — (b) wird dem Drehantriebsmotor 44 zugeführt, um jede Winkelabweichung des Abtastkopfes 22 mit Bezug auf die Musterlinie zu korrigieren. Der aus den Rotorwicklungen 57, 59 des Resolvers 50 erhaltene Ausgang liefert die richtigen Antriebssignale für den X- und den F-Motor, welche die zugehörigen Wagen bewegen, damit der Abtastkopf 22 der Musterlinie in der gewünschten Weise folgt.

Wenn der Abtastkopf 22 auf eine die Musterlinie kreuzende Querlinie trifft, bewirkt die die kleinere Amplitude aufweisende 2. Harmonische des Sur>mensignals Va (A +B), daß das Querlinien-Relais K3 in dem Schaltkreis 86 stromlos gemacht wird, so daß der Antriebssignaleingang des Resolvers 50 von der Bezugsgeschwindigkeitssignalquelle 154 auf den Querlinienantriebssignal-Schaltkreis 88 geschaltet wird. Der Additions- und Subtraktions-Stromkreis 58 erzeugt phasenempfindliche 0°- und 180°-Zweitharmonische des Differenzsignals (a)—(b), die in

dem Diodendemodulator 244 kombiniert werden, um ein fluktierendes Signal von der vorbestimmten Frequenz zu erzeugen, dessen Phase und Amplitude eine Anzeige für die Richtung bzw. die Größe der Verschiebung des Abtastkopfes 22 von der Querlinie liefern.

Das Ausgangssignal, das aus dem Schaltkreis 88 erhalten wird, wenn die vordere lichtempfindliche Zone 60 a die Querlinie sieht, hat eine solche Phase daß der Abtastkopf in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Wenn die Querlinie mittig zwischen den beiden lichtempfindlichen Zonen 60 α und 60 b liegt, hat der Ausgang des Schaltkreises 88 eine Amplitude Null, und der Abtastkopf 22 bleibt stehen. Falls der Abtastkopf 22 über die Querlinie hinausschießt, bewirken am Ausgang des Schaltkreises 88 auftretende Signale von entgegengesetzter Phase, daß der X- und der Γ-Motor die Bewegungsrichtung des Abtastkopfes gegen die zentrierte Stellung umkehren.

Im vorstehenden ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Kopiereinrichtung beschrieben, deren Abtastkopf selbsttätig einem Muster folgt und sich an einer Unregelmäßigkeit des Musters von selbst einstellt, jedoch ist ersichtlich, daß im Rahmen der Erfindung verschiedene Abänderungen möglich sind. Beispielsweise können zahlreiche andere Arten von Abtastköpfen verwendet werden, wie solche, die verschiedene Abschnitte der Musterkontur abtasten und getrennte Signale erzeugen, von denen das Antriebssignal zum Zentrieren des Abtastkopfes mit Bezug auf die Unregelmäßigkeit der Musterkontur abgeleitet werden kann.

Beispielsweise kann bei einer solchen Abänderung der schwingende Schirm 63 des Abtastkopfes veranlaßt werden, um eine Achse zu schwingen, die rechtwinklig zu den lichtempfindlichen Zonen verläuft und die Längsbewegungsachse des Abtastkopfes schneidet. In diesem Fall bildet das Differenzsignal (a)—(b) das Querabweichungssignal, und das Summensignal (a) + (b) bildet das Winkelabweichungssignal. Das Summensignal wird wieder zum Betätigen des Außerlinie- und Querlinie-Schaltkreises 86 verwendet, während das Differenzsignal dazu benutzt wird, das Querlinienantriebssignal zu erzeugen. Andere verwendbare Arten von Abtastvorrichtungen sind solche, die schwingende oder rotierende Fotozellen und schwingende oder rotierende Spiegel oder Linsen enthalten.

Die Grundsätze der Erfindung können auch bei Kopiereinrichtungen angewendet werden, bei denen ein Antriebsrad zum Bewegen des Abtastkopfes und des mit ihm verbundenen Werkzeuges verwendet wird. In diesem Fall würde das Querabweichungssignal dazu benutzt werden, das Antriebsrad bei einer Abweichung zu steuern, während das Winkelabweichungssignal nicht erforderlich sein würde. Das Querabweichungssignal würde außerdem dazu benutzt werden, die Antriebsradvorrichtung von der Bezugsgeschwindigkeitsquelle auf den Querlinienantriebssignal-Stromkreis umzuschalten, der dann in der oben beschriebenen Weise arbeiten würde.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Folgeregler zur Nachführung eines Werkzeugs längs einer auf einer Schablone befindlichen Kurvenbahn oder Musterkontur mit einem mit dem Werkzeug verbundenen Tastkopf mit zumindest zwei Fotozellen zur Erzeugung eines von der Abweichung des Tastkopfes von der Kurvenbahn abhängigen Regelsignals, das Stellglieder so steuert, daß der Tastkopf auf der Spur gehalten und in Richtung der Kurventangente eingestellt wird, und bei dem der von den zwei Fotozellen erfaßte Teil des Kurvenbildes derart moduliert und ausgewertet wird, daß zur Steuerung der Stellglieder ein resultierendes Summensignal und ein. resultierendes Differenzsignal abgeleitet werden, gekennzeichnet durch Schaltkreise (86, 88) zum Anhalten des Tastkopfes (22) an einer vor^ bestimmten Stelle längs der Kontur des Musters (24), die von einer in der Musterkontur vorhandenen Unregelmäßigkeit (84) gebildet ist, wobei die Schaltkreise zum Anhalten des Tastkopfes derart geschaltet sind, daß sie auf die Ausgangssignale der Fotozellen (60 a, 60 δ) ansprechen, wenn der Tastkopf die Unregelmäßigkeit der Musterkontur abtastet, um den Tastkopf in die Lage einzustellen, in welcher das Bild der Unregelmäßigkeit (84) mit Bezug auf die beiden Fotozellen zentriert ist.

2. Folgeregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise (86, 88) zum Anhalten des Tastkopfes (22) derart geschaltet sind, daß sie auf eine geradzahlige Harmonische der Ausgangssignale der Fotozellen (60 a, 60 b} ansprechen.

3. Folgeregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder ein Koordinaten-Antriebssystem bilden.

4. Verfahren zur Folgeregelung mittels eines Folgereglers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Tastkopf (22) eine Unregelmäßigkeit der Musterkontur abtastet, der eine Schaltkreis (86), der auf das eine der resultierenden Signale anspricht, die Stellglieder unwirksam macht und der zweite Schaltkreis (88), der auf das andere der resultierenden Signale anspricht, von dem erstgenannten Schaltkreis (86) angesteuert wird, um den Tastkopf (22) in die genannte zentrierte Lage einzustellen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltkreis (86) außerdem dahingehend arbeitet, die Stellglieder unwirksam zu machen, wenn der Tastkopf kein Bild der Musterkontur abtastet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1302 342.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1198 911.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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