DE1943217C - Digitaler X-Y-Umsetzer - Google Patents

Description

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oder Wagen befestigt sein, der in zwei Koordinaten- Koordinatensystems auf ein Potentiometer überträgt,

richtungen gegenüber dem Tisch beweglich ist. Das bekannt (deutsche Patentschrift 1 206 465).

erfordert eine recht komplizierte mechanische An- Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Er-

ordnung etwa nach Art eines A'-K-Kurvensehreibers findungsgegenstandes.

mit einem ersten, den Tisch überspannenden, in der s Fig. 1 ist eine Ansicht eines digitalen Umsetzers

einen Koordinatenrichtung bewegbaren Schlitten und gemäß der Erfindung;

mit einem zweiten, von diesem getragenen, in der F i g. 2 zeigt in einer teilweise abgebrochen geanderen Koordinatenrichtung bewegbaren Schlitten. zeichneten, perspektivischen Ansicht einen Teil des Ferner ist es für einen akzeptablen Betrieb notwendig, digitalen Umsetzers der Fig. 1;

die Induktionsspulen relativ dicht an der Unterseite m Fig. 3 zeigt schematisch in einem Diagramm das

des Werkstücks anzuordnen. Das bedeutet wiederum, Antriebs- und Steuersystem des Umsetzers der Fig. 1;

daß der tragende Tisch relativ dünn sein muß, d. h., F i g. 4 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines

er kann auch keine große Ausdehnung haben, da er digitalen Umsetzers gemäß einer weiteren Ausfüh-

sich sonst durchbiegt oder verformt. In Anbetracht rungsform der Erfindung;

dessen, daß die Induktionsspulen unmittelbar unter 15 F i g. 5 zeigt einen lotrechten Schnitt entlang der

der tragenden Fläche sich bewejicn müssen, können Linii· 5-5 in der F i g. 4;

irgendwelche Unterstützungen — außen an den Kan- l· i ». 6 zeigt schematisch das Antriebs- und Steuerten des Tisches — nicht vorgesehen werden. Durch system des digitalen Umsetzt > nach der Fi g. 4. die für den Tisch erforderliche geringe S.ärke scheidet An Hand der Fi μ. 1 bis 3 wi.d zunächst ein Ausauch die Möglichkeit der Anwendung eines Vakuums 20 führungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben, zum Halten des Werkstücks auf dem Tisch aus. Der digitale Umsetzer ist in Fi g. 1 allgemein mit 1« Weiter ist man in der Wahl des Materials für diesen bezeichnet. Er hat einen Auflagetisch oder eine Planbeschränkt, da nur ein solches in Frage kommt, das scheibe 12, die eine ebene Arbeitsfläche 14 zum Aufkeinerlei Einfluß auf die induktive Kopplung zwi- legen eines Papierbogens oder ähnlichen Gegensehen Induktionsglied und -spulen hat. Eine induk- 25 Standes, der eine digital darzustellende Linie oder live Kopplung ist auch gegenüber äußeren Ein- Umrandung aufweist, trägt. Im gezeigten Beispiel ist tlüssen sehr empfindlich. dieser Gegenstand ein Diagrammblatt 16 mit einer

Zur Lösung der Aufgabe, einen digitalen Umsetzer digital darzustellenden Linie oder Kurve 18. Das zu schallen, bei dem das Fadenkreuz oder ein Blatt 16 kann auf der Arbeitsfläche durch geeignete anderes Einstellorgan von Hand mit einem sehr ge- 30 Mittel gehalten werden, z. B. kann auf die Unterringen Kraftaufwand bewegt werden kann, wodurch seite des Blattes ein Vakuum einwirken, so daß das ein schnelleres und genaueres Digitalisieren mit allen- Blatt V durch den Atmosphärendruck auf der Arfalls geringer körperlicher Anstrengung für die Be- beitsfläche 14 gehalten wird. Der Auflagetisch 12 di .iiungsperson erreicht wird, und der auch er»>ß- kann in einer vertikalen, in einer horizontalen oder flächig ausgebildet werden kann, wird erfindungs- 35 in irgendeiner geneigten Ebene ausgerichtet sein und gemäß ein A'-y-Umsetzer der eingangs genannten er ist im Fall großer Umsetzer normalerweise in Gattung vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet einer geneigten, nahezu vertikalen Ebene während ist, daß einerseits mit den Schlitten und andererseits des Digitalisierens angeordnet.

mit dem Einstellorgnr: verbundene, unter einer Vor- Zur Durchführung des Digitaüsiervorganges hat spannung zu den Schlitten hin stehende X- und 4Q der digitale Umsetzer 10 nach Fig. 1 ein Einstell-K-Seil?ripe entsprechend der Bewegung des Einstell- organ in Form eines Fadenkreuzes 20 mit einem sich organs auf von den Schlitten getragene Trommeln in einem gegebenen Anzeige- oder Einstellpunki auf- bzw. von diesen abrollbar sind und über Schalt- schneidenden Haarkreuz. Beim Digitalisieren wird elemente den jeweils anderen Schlittenantriebsmotor der Einstellpunkt des Fadenkreuzes 20 von Punkt zu betätigen, so daß die Seilzüge jeweils im rechton 45 Punkt entlang der Linie 18 geführt, indem das Faden-Winkel zueinander liegen. kreuz erfaßi und bewegt wird. An dem Fadenkreuz

Die gestellte Aufgabe wird damit gelöst. Im Ge- sind zwei sich längs erstreckende und flexible EIe-

gensatz zu dem vorher erwähnten Umsetzer enthält mente 22, 24 befestigt. Diese Elemente bestehen aus

das mechanische System gemäß der Erfindung zwei Schnur-Kabelseil, Drahtseil od. dgl. bzw. können sie

Antriebe, die jeweils entlang einer von zwei recht- 50 aus Werkstoffen dieser Art bestehen und sie werden

winklig zueinander liegenden Kanten des Tisches an- nachstehend der Einfachheit halber als »Seilzüge«

geordnet sind. Diese beiden Antriebe sind in bezug bezeichnet, worunter im weiten Sinn irgendein ge-

auf den Tisch im wesentlichen stationär und sie sind eignetes flexibles Teil zu verstehen ist. Der Seilzug

sehr viel weniger kompliziert als ein Antriebssystem 22 ist an seinem rechtsseitigen Ende am Fadenkreuz

mit einem einen Tisch überspannenden und nur in 55 20 befestigt und erstreckt sich in der A'-Richtung zu

einer Richtung bewegbaren Schlitten. Ferner kann einem zugeordneten, längs der linksseitigen Kante

der das Werkstück tragende Tisch stark ausgebildet des Auflagetisches 12 angeordneten Schlitten 26 hin.

sein, was eine größere Flächenausdchnung für diesen Da sich dieser Seilzug22 in der A'-Richtung erstreckt,

zuläßt,· die Genauigkeit des Umsetzvorgangs erhöht wird er nachstehend als »A'-Seilzug« bezeichnet. Der

und erlaubt, Vakiiumhalteeinrichtungen für das Werk- ⁶° andere Seilzug 24 ist mit seinem unteren Ende am

stück anzuwenden. Die mechanische Kopplung ist Fadenkreuz 20 befestigt und erstreckt sich aufwärts

auch gegenüber äußeren Einflüssen wesentlich un- in der V-Richtung zu einem weiteren Schlitten 28,

empfindlicher als eine induktive Kopplung. dei entlang der Oberkante des Auflagetisches 12 an-

Zum Stand der Technik wurde ein Nachlaufsystem geordnet ist. Da dieser Seilzug 24 sich in der K-Rich-

bekannt, mit dessen Hilfe ein Schlitten einem von $5 tung erstreckt, wird er nachstehend als »K-Seilzug«

Hand bewegten Einstellorgan nachgeführt wird. Auch bezeichnet.

ist die Verwendung eines vorgespannten Bandes, das Der Schlitten 26 ist durch eine Führungsschiene

den Abst2nd eines Punktes vom Ursprung eines und eine Leitspindel 32 entlang der linksseitigen

Kante des Auflagctischcs 12 in der y-Richtung bc- wegen. Die Verbindung der Bauteile, um eine weglich geführt. Die Leitspindel 32 svird, um den Steuerung für den Antrieb der Schlitten zu erreichen, Schlitten 26 in der y-Richtung zu bewegen, durch ist in Fig. 3 gezeigt. In dieser Figur sind die vereinen zugeordneten Motor 34 gedreht. Mit der Leit- schiedenen Teile schematisch dargestellt. Es ist zu spindel 32 ist ferner ein Potentiometer 36 verbunden, 5 sehen, daß der Schleifarm 66 des Potentiometers 36 das bezüglich der Winkclverstellung der Leitspindel antriebsseitig mit der Leitspindel 32 und dem Motor 32 — und damit bezüglich der >-Stellung des 34 verbunden ist, so daß er zu verschiedenen Stel-Schlittens 26 — für einen später noch zu erklärenden lungen entlang seinem zugeordneten Schleifdraht bc-Zweck ein Signal gibt. In ähnlicher Weise ist der wegt wird, wenn die Leitspindel 32 gedreht wird, und Schlitten 28 entlang der Oberkante des Auflage- io daß dadurch eine Spannung aufgebracht wird, die der tisches 12 durch eine weitere Führungsschiene 38 und Winkelstellung der Leitspindel 32 und der y-Steleine Leitspindel 40 in der A'-Richtung beweglich ge- lung des Schlittens 26 entspricht. Das Potentiometer führt. Die Leitspindel 40 wird durch einen zugeord- 64 am Schlitten 28 hat seinerseits seinen Schleifkonneten Motor 42 gedreht und bewegt so den Schlitten takt 68 in einer Lage, die mit der y-Stellung des 28. Ein Potentiometer 44 ist mit der Leitspindel 40 15 Fadenkreuzes 20 übereinstimmt. Das heißt, da der verbunden, um bezüglich deren Winkelverstellung y-Seilzug 24 in der y-Richtung bewegt wird, wird — und damit bezüglich der X-Stellung des Schlittens der Seilzug 24 auf die Trommel 58 auf oder von 28 — ein Signal zu liefern. dieser abgewickelt und diese dreht wiederum die Die Fig. 2 zeigt mehr im einzelnen die an jedem Welle 56, an welcher der Schleifkontakt 68 befestigt Schlitten 26 und 28 angebrachte mechanische Vor- ao ist. Damit ist die Spannung am Schteifarm 68 in richtung. Der dem Schlitten 26 zugeordnete Ä'-Seil- direkter Beziehung zur y-Stellung des Fadenkreuzes zug 22 ist an seinem linksseitigen Ende auf eine 20 und zeigt diese an. Die an den beiden Schleif-Trommel 46 aufgewickelt, die auf einer Welle 48 be- kontakten 66 und 68 auftretenden Spannungen werfestigt ist, welche selbst relativ zum Schlitten 26 um den einem Summierverstärker 70 zugeführt, der dazu eine parallel zur y-Achse angeordnete Achse dreh- as dient, diese Spannungen zu summieren und eine verbar gelagert ist. Eine Spiralfeder 50 ist mit ihrem stärkte Übertragung der Differenz- oder Korrektureinen Ende an der Welle 48, mit ihrem anderen Ende spannung an den Motor 34 zu liefern, welcher ein am Schütten 26 befestigt und dieni uaiu, auf die umkehrbarer Servomotor ist und in der einen Rich-Wellc 48 sowie die Trommel 46 eine Kraft auszu- tung in Abhängigkeit von dem einen Polaritätsspanüben, so daß sie bestrebt sind, den X-Seilzug 22 auf 30 nungssignal und in der entgegengesetzten Richtung die Trommel 46 aufzuwickeln und damit das Faden- in Abhängigkeit vom entgegengesetzten Polaritätskrcuz 20 in Richtung auf den Schlitten 26 zu ziehen. Spannungssignal drehen kann.

Die durch die Feder 50 ausgeübte Kraft ist jedoch Betrachtet man die Arbeitsweise des bisher berelativ klein, so daß die Bedienungsperson das Faden- schricbenen Systems der Fi g. 3, so ist das Antriebskreuz 20 mit nur geringem Kraftaufwand vom Schiit- 35 system für den y-Schlitten 26 ausgeglichen, wenn die ten 26 hinwegbewegen und in einer gegebenen Stel- Spannungen an den Schleifkontakten 66 und 68 gleich lung halten kann. Der Schlitten 26 trägt ferner ein _sj_nd. Ist das der Fall, wird vom Verstärker 70 kein mit der Welle 48 verbundenes Kodiergerät 52 und ein Ausgangssignal geliefert, der Motor 34 bleibt energie-Potentiometer 54, die beide dazu dienen, entspre- los und der Schlitten 26 stillstehend. Es sei jedoch chend der Winkelverstellung der Welle 48 Signale zu 40 nun angenommen, daß das Fadenkreuz 20 in der geben. y-Richtung durch direkte Abwärtsbewegung von der Der Schlitten 28 ist dem Schlitten 26 im Hinblick gezeigten Stellung aus verschoben worden ist. Hierbei auf die daran befestigten Bauteile gleich. Diese Bau- wird etwas vom y-Seilzug 24 von der Trommel 58 teile sind eine in bezug auf den Schlitten 28 drehbar abgewickelt und der Schleifkontakt 68 des Potentioum eine parallel zur .Y-Achse sich erstreckende Achse 45 meters 64 ändert seine Lage und ändert die an diesem, gelagerte Welle 56, eine auf der Welle 56 befestigte Potentiometer auftretende Spannung. Als Ergebnis und das obere Ende des y-Seilzuges 24 aufnehmende dieser Spannungsänderung gibt der Verstärker 70 Trommel 58, eine auf die Welle 56 eine derartige jetzt ein Ausgangs-Korrektursignal, das den Motor Kraft, daß diese bestrebt ist, den y-Seilzug 24 aufzu- 34 in Gang setzt, um die Leitspindel 32 und den wickeln und das Fadenkreuz 20 gegen den Schlitten 5° Schlitten 26 anzutreiben. Die Motoranschlüsse sind 28 zu ziehen, ausübende Feder 60 und ein Kodier- so, daß der Motor 34 durch die Korrekturspannung gerät 62, sowie ein Potentiometer 64, um in Abhän- derart in Gang gesetzt wird, daß er den Schlitten 26 gigkeit von der Winkelverstellung der Welle 56 ein in der gleichen Richtung (abwärts) bewegt, in wel-Signal zu liefern. eher das Fadenkreuz 20 verschoben wurde. Da ferner Die beiden Potentiometer 3S und 44, die jeweils 55 der Motor 34 bei seinem Lauf die Leitspindel 32 anmit den Leitspindeln 32 bzw. 40 verbunden sind, und treibt, wird der zugeordnete Schleifkontakt 66 des die beiden Potentiometer 54 und 64, die jeweils mit Potentiometers 36 verschoben, wodurch sich die den Trommelwellen 48 bzw. 56 verbunden sind, sind Spannung ändert. Auch hier sind die Anschlüsse so, elektrisch an die Motoren 34 und 42 angeschlossen daß die Spannung am Schleifkontakt 66 in der glei- und bilden in Verbindung mit diesen zwei Brücken- 60 dien Richtung geändert wird wie die Änderung der oder Ausgleichsservosysteme, und zwar eines für Spannung am Schleifkontakt 68, so daß der Motor jeden Motor, um den oberen Schlitten 28 auf die Bc- auf eine Nullstellung hin arbeitet, in welcher die wcgung des Fadenkreuzes 20 in der A'-Richtung hin Spannung am Schleifkontakt 66 wieder ausgeglichen in abhängiger bzw. mitnehmender Beziehung in der oder gleich der Spannung am Schleifkontakt 68 ist, A'-Richtung und um in gleirher Weise den links- 65 wodurch ein Null-Ausgangssignal vom Verstärker 70 seitigen Schlitten 26 auf die Bewegung des Faden- an den Motor 34 gegeben wird. Weiterhin sind die krcuzes 20 in der y-Richtung hin in abhängiger bzw. Antriebsverhältnis&c zwischen den verschiedenen mitnehmender Beziehung in dieser Richtung zu be- Teilen und die Eigenschaften der Potentiometer so

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gewählt, daß eine bestimmte Verschiebung des Faden- Fig. 1 gezeigten ähnlich ist mit Ausnahme des Aufkreuzes 20 in der Y-Richtung sich in einer genau baus der Schlitten und deren Antriebsvorrichtungen, gleichen Nachführbewegung des Schlittens 26 in der Aus diesem Grund zeigt Fig. 4 nur die Schlitten und Y-Rie'itung niederschlägt, wenn er von seiner ur- deren Antriebe, während andere Teile des Digitalsprün^'ichen Nullstellung in die neue Nullstellung 5 Umsetzers aus Gründen der Klarheit weggelassen gebracht wird. Selbstverständlich wird vom Verstär- wurden. Das Fadenkreuz des gezeigten Umsetzers ist ker 70 ein Korrektürsignal gegeben, sobald das mit 80 bezeichnet und kann in den X- und Y-Rich-Fadenkreuz 20 nur wenig von seiner ausgeglichenen tungen über einem Blatt Papier od. dgl., das auf einer Stellung weg bewegt wird, und der Schlitten 26 be- darunter liegenden Trag- oder Arbeitsfläche aufliegt, ginnt dementsprechend beinahe sofort irgendeiner io bewegt werden. Ein A'-Seilzug 82 ist an seinem Bewegung des Fadenkreuzes in der Y-Richtung zu rechtsseitigen Ende an dem Fadenkreuz 80 befestigt, folgen, wobei er den A'-Seilzug 22 zu jeder Zeit während sein linksseitiger Endteil zuerst über eine rechtwinklig oder im wesentlichen rechtwinklig zum Rolle 84 läuft und dann auf die Trommel 86 aufge-Y-Seilzug 24 hält. Das Kodiergerät 62 ist ebenfalls wickelt ist. Die beiden letztgenannten Bauteile sind mit dem Fadenkreuz 20 über die Welle 56, die Trorn- 15 auf einem Schlitten 88 angeordnet, der durch eine mel 58 und den Seilzug 24 verbunden und liefert ein Führungsschiene 90 und Leitspindel 92 in der Y-Richfür die Y-Stellung des Fadenkreuzes 20 kennzeich- tung beweglich geführt ist. Die Bewegung des nendes Signal, das eines der Koordinatenausgangs- Schlittens 88 in der Y-Richtung wird durch einen signale des Umsetzers ist und zu einem geeigneten Schrittmotor 94 bewirkt, der mit der Leitspindel 92 Aufzeichnungsgerät od. dgl. über die Ausgangs- ao verbunden ist, mit welcher ebenfalls ein Kodiergerät leitung 69 übertragen wird. 96 in Verbindung ist, das ein die Y-Stellung des Das in Fig. 3 gezeigte Antriebssystem für die Be- Schlittens88 darstellendes Signal — und damit, wie wegung des Schlittens 28 ist im wesentlichen dem nachfolgend beschrieben werden wird, die Y-Steloben für die Bewegung des Schlittens 26 beschriebe- lung des Fadenkreuzes 80 — liefert, nen System gleichartig. Im einzelnen enthält es die 45 Die Rolle 84, über die der A'-Seilzug 82 läuft, wird PoU ntiometer 54 und 44, deren Schleifkontakte 71 von einem Tragteil 98 getragen, das auf dem Schlit- und 72 jeweils durch den A'-Seilzug 22 und durch die ten 88 in der A"-Richtung gleitend beweglich in bezug Leitspindel 40 sowie den Motor42 eingestellt werden. auf diesen Schiitien gelagert ist und durch eine zwi-Die an diesen beiden Schleifkontakten auftretenden sehen das Tragteil 98 und den Schlitten 88 geschal-Spannungen werden im Summierverstärker74 sum- 3« tete Schraubenzugfeder 100 nach links in der Fig. 4 miert, der eine verstärkte Übertragung der Differenz- ^ gezogen wird. Damit wird die Lage des gleitenden oder Korrekturspannung, die dem Motor 42 aufge- ' Tfagtcils 98 in bezug auf den Schlitten 88 durch die bracht wird, liefert, um diesen in Gang zu setzen auf den A'-Seilzug 82 ausgeübte Kraft bestimmt und und damit die Leitspindel 40 anzutreiben. Deshalb kann dazu benutzt werden, die Seilzugspannung anwird bei Ausgang unter ausgeglichenem Zustand, 35 zuzeigen. Das gleitende Tragteil 98 hat eirs bewenn das Fadenkreuz 20 in der A"-Richtung bewegt stimmte neutrale Stellung relativ zum Schlitten 88 wird, der A'-Seilzug 22 von der oder auf die zugeord- und dieser enthält eine Anzeigevorrichtung, die seine nete Trommel 46 ab- bzw. aufgewickelt und diese Lage relativ zu einer solchen neutralen Stellung an-Drehung der Trommel 46 stellt den Schleifkontakt gibt. Im gezeigten Beispiel enthält die Anzeig^-vor-

71 des Potentiometers 54 wiedci so ein, daß die hier 40 richtung eine am rechtsseitigen Ende der Feder 100 auftretende Spannung verändert und ein Korrektur- befestigte Anzeigefahne 102. Die Anzeigefahne 102 signal für den den Motor 42 in Gang setzenden Ver- ist tatsächlich relativ zu dem Tragteil 98 fest und stärker 74 hervorgerufen wird. Der Motor 42 treibt bewegt sich mit diesem, da die Feder 100 an dem auf Grund seiner Ingangsetzung den Schlitten 28 in Tragteil selbst befestigt ist. Ein zugeordnetes, mit der der gleichen Richtung, wie die Bewegung des Faden- 45 Anzeigefahne 102 zusammenarbeitendes Anzeigekreuzes 20 ging, und stellt damit den Schleifkontakt gerät 104 kann, wenn die Fahne 102 auf der einen

72 des Potentiometers 44 in die neue, ausgeglichene Seite ihrer neutralen Stellung ist, ein Ausgangssigna] Stellung oder Nullstellung mit Bezug auf den Schleif- geben, es kann ein weiteres Ausgangssignal liefern, kontakt 71. Wiederum sind die verschiedenen An- wenn die Fahne 102 auf der entgegengesetzten Seite triebsverhältnisse der betroffenen Teile und die Eigen- 50 ihrer neutralen Stellung ist und es kann ein drittes schäften der Potentiometer 54 und 44 derart, daß bei oder Null-Signal liefern, wenn die Fahne 102 genau einer bestimmten Bewegung des Fadenkreuzes 20 in in ihrer neutralen Stellung ist. Das Anzeigegerät 104 der Ä"-Richtung der Schlitten 28 eine gleiche Ver- kann verschiedene Formen haben; es kann z. B. eine Schiebung erfährt, so daß der Y-Seilzug 24 fortwäh- photo-elektrische Anordnung sein. Der Schlitten 88 rend rechtwinklig zum Ä*-Seilzug22 gehalten wird. 55 trägt ferner noch einen Schrittmotor 106, der un-Die Bewegung des Fadenkreuzes 20 in der A*-Rich- mittelbar mit der Trommel 86, aufweicher derA'-Seiltung wird ebenfalls durch das Kodiergerät 52 am zug 82 aufgewickelt ist, verbunden ist und diese an-

Schlitten 26 abgefühlt, welches über die Leitung 76 treibt.

ein Ausgangssignal liefert, das kennzeichnend für die Mit dem Fadenkreuz 80 ist ebenfalls ein Ende

AT-Koordinate des Fadenkreuzes 20 ist Dieses Signal So eines Y-Seilzuges 108 verbunden, dessen anderes

ist das andere Koordinatenausgangssignal des Digital- Ende an eine Vorrichtung auf dem Schlitten 110 an-

! Umsetzers und wird dem zugeordneten Aufzeich- geschlossen ist, wobei diese Vorrichtung und der

nungsgerät od. dgl. über die Ausgangsleitung 76 zu- Schlitten im wesentlichen den dem AT-Seilzug 82 zu-

geleitet. geordneten Bauteilen gleich iind. Im einzelnen läuft

j In den Fig. 4, 5 und 6 ist ein weiteres Ausfüh- 65 der Y-Seilzug 108 über eine Rolle 112 und wird auf

j rurtgsbeispiel des Effindungsgegenstandes gezeigt eine Trommel 114 aufgewickelt. Die Rolle 112 wird

Die Fig.4 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines von einem gleitenden Tragteil 116 getragen, das

Digital-Umsetzers, der im wesentlichen dem in der seinerseits in der Y-Richtung relativ zum Schlitten

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UO beweglich gelagert ist und von einer zwischen den Schlitten 110 und das Tragteil 116 geschalteten Feder 118 in Fig. 4 nach aufwärts gezogen wird. Der Schlitten 110 ist in der -Y-Richtung durch eine Führungsschiene 120 sowie eine Leitspindel 122 beweglich geführt und er wird in der y-Richtung durch einen Schrittmotor 124, der mit der Leitspindel 122 verbunden ist, angetrieben. Mit der Leitspindel 122 ist ein Kodiergerät 126 verbunden, das ein die Abstellung des Schlittens 110 kennzeichnendes Ausgangssignal abgibt. Die Feder 118 trägt an ihrem am Tragteil 116 befestigten Ende eine Anzeigefahne 128 und ein zugeordnetes Anzeigegerät 130 gibt Signale, die die Lage der Fahne 128 relativ zu ihrer neutralen Stellung angeben. Die Trommel 114, auf welcher der Y-Seilzug 108 aufgewickelt ist, wird durch "einen weiteren, vom Schlitten 110 getragenen Schrittmotor 132 angetrieben.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen, in F i g. 4 dargestellten Bauteilen sind in ^ao F i g. 6 schematisch gezeigt. Der elektrische Kreis enthält einen A'-Antrieb 140, von dem Impulse ausgehen, die gleichzeitig den Schrittmotoren 106 und 124 über die Leitungen 142 und 144 zugeführt werden, so daß diese beiden Motoren synchron arbeiten. »5 Der A'-Antrieb 140 ist abhängig vom Ausgangssignal des Anzeigegerätes 104 auf dem Schlitten 88 und die Verbindungen zwischen den Teilen sind derart, daß, wenn die Fahne 102 auf der einen Seite ihrer neutralen Stellung ist, der A'-Antrieb Impulse für das Ingangsetzen der Schrittmotoren 106 und 124 für eine Drehung in der einen Richtung liefert, daß, wenn die Fahne 102 auf der entgegengesetzten Seite der neutralen Stellung ist, der A'-Antrieb Impulse für das Ingangsetzen der Motoren 106 und 124 für eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung liefert, und daß, wenn die Fshne 102 genau in der neutralen Stellung ist, vom A'-Antrieb 140 keine Impulse ausgehen, so daß also beide Motoren 106 und 124 stillstehen.

Es sei nun zuerst angenommen, daß das Fadenkreuz 80 an einem bestimmten Punkt gehalten wird und die Anzeigefahne 102 in ihrer neutralen Stellung ist, womit ein ausgeglichener Zustand herrscht und die Schrittmotoren stillstehen. Das heißt, es werden vom A'-Antrieb 140 keine Ausgangsimpulse abgegeben und es bleiben deshalb die beiden Schrittmotoren 106 und 124 stillstehend, so daß in gleicher Weise die Trommel 86 und der Schlitten 110 in festen Stellungen gehalten sind. Es sei nun jedoch angenommen, daß das Fadenkreuz 80 in der A'-Richtung nach rechts in F i g. 6 bewegt wird. Diese Bewegung des Fadenkreuzes ergibt eine Zugwirkung auf den A*-Seilzug 82 und veranlaßt anfangs, daß das gleitende Tragteil 98 gegen die Kraft der Feder 100 nach rechts gezogen wird, wobei die Feder und damit die zugehörige Anzeigefahne 102 aus ihrer neutralen Stellung verschoben werden und ein Ausgangssignal vom Anzeigegerät 104 gegeben wird. Das von diesem gegebene Signal veranlaßt den A'-Am.-ieb 140, Impulse zu erzeugen, die sowohl dem Schrittmotor 106 wie dem Schrittmotor 124 zugeführt werden, was zu einer übereinstimmenden Drehung führt. Die Drehrichtungen dieser beiden Motoren sind gleichsinnig, so daß der Motor 124 die Leitspindel 122 dreht, um den Schlitten 110 nach rechts — in der gleichen Richtung der Bewegung des Fadenkreuzes 80 — zu bringen, und der Motor 106 dreht die Trommel 86, um mehr vom A'-Seilzug 82 abzuwickeln, wobei die Scilzugspannung auf die Trommel 84 nachläßt, so daß das gleitende Tragteil 98 sich gegen seine neutrale Stellung hin bewegen kann. Die relativen Antriebsverhältnisse zwischen den verschiedenen Teilen sind derart, daß die Anzahl der für die Rückkehr der Anzeigefahne 102 zu ihrer neutralen Stellung notwendigen Schritte des Motors 106 genau gleich der Anzahl der Schritte des Motors 124 ist, die notwendig sind, um den Schlitten 110 zur neuen A'-Stellung des Fadenkreuzes 80 zu bringen. Daraus wird klar, daß ein kraftangetriebenes Nachführsystem gebildet ist, bei dem der Schlitten 110 dazu veranlaßt wird, selbsttätig der Bewegung des Fadenkreuzes 80 in der Af-Richtung zu folgen.

Die Einrichtung zum Antrieb des Schlittens 88 in der Y-Richtung in Abhängigkeit von der Bewegung des Y-Seilzuges 108 oder der auf diesen ausgeübten Kraft ist der für den Antrieb des Schlittens 110 beschriebenen Einrichtung gleich. Wie Fig. 6 zeigt, besteht sie aus einem Y-Antrieb 146, der Ausgangsimpulse liefert, die zugleich dem Schrittmotor 94 und dem Schrittmotor 132 über die Leitungen 150 und 148 übermittelt werden. Der Y-Antrieb 146 ist abhängig von dem Anzeigegerät 130 gelieferten Signalen. Wenn das Fadenkreuz 80 in der Y-Richtung bewegt wird, verkleinert es entweder die auf die Rolle 112 ausgeübte Kraft oder vergrößert diese und veranlaßt, daß das gleitende Tragteil 116 aus seiner neutralen Stellung verschoben wird. Diese Verschiebung in der Lage bringt andererseits das Anzeigegerät 130 dazu, ein Ausgangssignal zu liefern, das dem Y-Antrieb 146 übermittelt wird und diesen veranlaßt, Impulse abzugeben, die den Schrittmotoren 94 und 132 zugeführt werden. Die dem Motor 94 zugeführten Impulse sind derart, daß der Schlitten 88 in der gleichen Richtung bewegt wird, wie das Fadenkreuz 80 bewegt wird, und die dem Motor 132 zugeführten Impulse sind so, daß die Trommel 114 in einer solchen Richtung gedreht wird, daß das gleitende Tragteil 116 in seine neutrale Stellung zurückkehrt. Somit wird, wenn das Fadenkreuz 80 in einer von zwei Richtungen entlang der Y-Achse geführt wird, eine entsprechende Bewegung des Schlittens 88 selbsttätig herbeigeführt, die den λ-Seilzug 82 rechtwinklig zum Y-Seilzug 108 hält. Da die beiden Schlitten 88 und 110 somit zu jeder Zeit mit den AN und Y-Koordinatenstellungen des Fadenkreuzes 80 fluchten, und zwar durch die oben beschriebenen Antriebsvorrichtungen, geben die den entsprechenden Leitspindeln 92 und 122 zugeordneten Kodiergeräte 96 und 126 in gleicher Weise Signale, die kennzeichnend für die X- und Y-Koordinaten des Fadenkreuzes 80 sind. Diese Signale werden durch zugehörige Ausgangsleitungen 152 und 154 einem Aufzeichnungsgerät od. dgl. zugeleitet und enthalten die gewünschten Ausgangssignale der Einrichtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Digitaler X-K-Umsetzer mit einer in gegebenen X- und K-Koordinaten sich erstreckenden Arbeitsfläche zur Aufnahme eines ein digital darzustellendes Merkmal aufweisenden Gegenstandes mit einem von Hand über die Arbeitsfläche in den X- und y-Koordinalenrichtungen bewegbaren Einstellorgan, mit entlang zweier Kanten der Arbeitsfläche in der X- bzw. K-Koordinatenriehtung über zugeordnete Motoren bewegbaren Schlitten und Koordinatengebern und mit Einrichtungen zur Steuerung der Energiezufuhr zu den die Schlitten und Koordinatengeber verstellenden Motoren in Abhängigkeit von der Bewegung des Einstellorgans, dadurch ge kenn-/ 1. . c h η e t, dji'i einerseits mit den Schlitten (26, 28; 88, 110) und andererseits mit dem Einstellorgan (20; 80) verbundene, unter einer Vorspannung /u den Schlitten hin stehende X- und >'-Seilzüge (22; 82 bzw. 24; 108) entsprechend der Bewegung des Einstellorgans auf von den Schlitten getragene Trommeln (48, 58; 8<», 114) auf- bzw. von diesen abrollbar sind und über Schaltelemente (54, 74, 44, 64, 70, 36 bzw. 102, 104, 140; 128, 130, 146) den jeweils anderen Schlittenantriebsmotor (34, 42; *>4, 124) betätigen, so daß die Seil/üge jeweils im rechten Winkel zueinander liegen.

2. Umsetzer nach Anspruch 1, d'idurch gekennzeichnet, daß eine auf der Welle (48; 56) der Trommel (46; 58) angeordnete Feder (50; 60) die zum Schlitten (26; 28) hin gerichtete Vorspannung er/eugt.

3. Umsetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Trommeln (46; 58) je ein deren Winkelstellung wiedergebendes Potentiometer (54; 64) sowie mit den Schlitten (26; 28) je ein deren Stellung in der Y- bzw. A'-Koordinatcnrichtung wiedergebendes Potentiometer (36, 44) verbunden sind und daß jeweils ein die Winkelstellung wiedergebendes Potentiometer (54 bzw. 64) des einen Schlittens (26 bzw. 28) mit einem die Koordinatenstellung wiedergebendes Potentiometer (44 bzw. 36) des anderen Schlittens (28 bzw. 26) über ein die Schlittenantriebsmotoren (34; 42) betätigendes Schaltelement (70; 74) zu einer Brückenservorschaltung verknüpft sind.

4. Umsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Seilzugtrommeln (86, 114) Antriebsmotoren (106, 132) verbunden sind, die über Schaltkreise (140, 146) synchron und gleichzeitig mit den Antriebsmotoren (124, 94) für die Verstellung des anderen Schlittens (110, 88) arbeiten.

5. Umsetzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Schlitten (88, 110) ein federbelastctes Teil (98, 116) angeordnet ist, dessen Lage relativ zum Schlitten von der auf den Seilzug (82, 108) ausgeübten Kraft abhängig ist und das mit einem Steuerglied (102, 128) versehen ist, das in Abhängigkeit von seiner Lage über Schaltelemente (104, 140; 130, 146) die Trommelantriebsmotoren (106; 132) und die Schlittenver-••»tellmotoren (94; 124) in Gang setzt.

Die Erfindung betrifft einen digitalen X-Y-Umsetzer mit einer in gegebenen X- und K-Koordinaten sich erstreckenden Arbeitsfläche zur Aufnahme eines ein digital darzustellendes Merkmal aufweisenden Gegenstandes mit einem von Hand über die Arbeitsfläche in den X- und y-Koordinatenrichtungen bewegbaren Einstellorgan, mit entlang zweier Kanten der Arbeitsfläche in der X- bzw. ^-Koordinatenrichtung über zugeordnete Motoren bewegbaren Schulten und Koordinatengebern und mit Einrichtungen zur Steuerung der Energiezufuhr zu den die Schlitten und Koordinatengeber verstellenden Motoren in Abhängigkeit von der Bewegung des Einstellorgans.

Als A'-K-Koordinat^n-Umsetzer bezeichnete Geräte dienen zur Übertragung von Linien, Umrandungen oder anderen graphischen Merkmalen einer Karte, Zeichnung, graphischen Darstellung oder von anderen derartigen bildlichen Darstellungen oder Graphiken, um die Informationen zur Verwendung durch einen Rechner oder eine andere Datenverarbeitungs.naschine zu koordinieren. Die Erfindung bezieht sich auf ein derartiges Geräi, bei dem ein Fadenkreuz oder Einstellorgan, mit dem ein kraftangetriebenes Nachlaufantriebssystem verbunden ist, um die zur Bewecung und Einstellung des Fadenkreuzes notwendige Kraft zu vermindern, von Hand entlang einer digital darzustellenden Linie oder Umrandung bewegt wird.

Bekannte von Hand zu bedienende Umsetzer haben ein Einstellorgan, das von der Bedienungsperson ergrilfen und entlang der betreffenden Linie oder Umrandung geführt wird. Ein solches Einstcllorgan ist an Schlitten oder dergleichen Teilen, die in der X- und K-Richtung relativ zu einer gegebenen Arbeitsfläche bewegbar sind, befestigt, um eine Bewegung zu jedem Punkt dieser Fläche zu erlauben, und es ist daher, wenn das Einstellorgan bewegt wird, notwendig, um eine solche Bewegung zu erreichen, daß die Schlitten oder andere tragende Teile ebenfalls bewegt werden. Im Fall von sehr großen Umsetzern ist die tragende Einrichtung notwendigerweise recht groß und trotz aller Bemühungen, ihr Gewicht und die Reibung zwischen den beweglichen Teilen herabzumindern, ist eine beträchtliche Kraft zum Erreichen der gewünschten Bewegung notwendig, die am Einstellorgan aufgebracht werden muß. Das ist nicht nur für die Bedienungsperson ermüdend, sondern macht es auch schwierig, das Einstellorgan in passende Übereinstimmung mit der zu digitalisierenden äußeren Form zu bringen, so daß demzufolge der Digitalisiervorgang langsam, ermüdend und oftmals weniger genau, als erwünscht, ist.

Bei einem bekannten Umsetzer der eingangs genannten Gattung (deutsche Auslegeschrift 1 255 060) ist zur Erleichterung des Digitalisiervorgangs ein von Hand frei über eine Karte führbares Induktionsglied vorgesehen, das in Induktionsspulen auf einem unter dem Kartentisch in zwei Koordinatenrichiungen verfahrbaren Regclmechanismus Rcgelspannungcn erzeugt, die über Elektromotoren den Regelmechanismus veranlassen, dem Induktionsglied zu folgen, wobei die graphische Darstellung in binäre Informationen umgewandelt wird. Bei diesem mit Induktion arbeitenden Umsetzer müssen die Induktionsspulen der Bewegung des Induktionsglieds über den gesamten Bereich des die Karte tragenden Tisches folgen können, d.h., die Spulen müssen an einem Schlitten