DE2115143A1 - Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung - Google Patents

Description

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Iwatsu Electric Co., Ltd. Tokio / Japan

Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung für mechanische Kurvenschreiber, z.B. XY-Schreibero

Der XY-Schreiber ist ein Gerät, um Diagramme oder Kurven mittels eines Schreibers auf einem Aufzeichnungsmaterial darzustellen· Dieses Gerät weist im allgemeinen eine Trommel auf, die in der Y-Richtung drehbar ist, und einen Schreiber, der linear in der X-Richtung bewegbar ist. Bei diesem Gerät bewegen sich die Trommel und der Schreiber wahlweise entsprechend einem Impuls, um an einer vorbe-

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stimmten Stelle auf dem Aufzeichnungsmaterial der Trommel zu schreiben·

Die bekannten Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtungen sind derart ausgebildet, dass eine Verstellung mit einem Schritt pro Impuls ausgeführt wird« Die pro Impuls durchgeführte .Verstellung ist nicht änderbare

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Impuls-Wiedergabe-Antriebsvorrichtung mit empfindlicherer Ansprechcharakteristik zu schaffen, d.h. einer erhöhten Anzahl von wiederholten Vorgängen innerhalb einer vorbestimmten Zelte Insbesondere soll es möglich sein, die Verstellung pro Impuls zu ändern·

Gelöst wird diese Aufgabe durch mehrere elektromechanisch« Energiewandler, die mittels Impulsen betätigt

und
werden, eine gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung, deren Ausgangsgrösse sich aus den Jeweiligen mechanischen Ausgangsgrössen der elektromechanischen Energiewandler zusammensetzt·

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung bei Verwendung zweier elektromechanischer Energiewandler ein erstes Kegelrad aufweist, das mit einer ersten Eingangswelle verbunden ist, ein zweites Kegelrad, das mit einer zweiten Eingangswelle verbunden ist und dessen Achse mit der des ersten Kegelrades übereinstimmt, dritte und vierte Kegelräder, die eine gemeinsame Achse aufweisen, die rechtwinklig zu der Achse des ersten und zweiten Kegelrades verläuft, und

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die mit dem ersten und zweiten Kegelrad kämmen, sowie eine Ausgangswelle, die mit dem dritten und vierten Kegelrad verbunden isto

Mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist es möglich, die Anlaufkurve im wesentlichen zu verdoppeln.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert· Es zeigtj

Figo 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäss der Erfindung in einer ersten Ausfuhrungsform,

Fig. 2 einen Querschnitt der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung in Fig. 1,

Fig. 3 in auseinandergezogener Anordnung eine perspektivische Darstellung der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung der Fig. 2,

Fig. 4a, kB, 5A, 5B, 6a-6c schematische Darstellungen eines Zahnrad-Zahnstangenmechanismus zur Erläuterung der Funktionsweise der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung der Figuren 2 und 3»

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäss der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform, und

Fig. 8A-8F verschiedene, in der Vorrichtung der Figo 7 auftretende Impulsfolgen₀

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Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung aus zwei Motorantriebskreisen 1 und 2 zur Erzeugung von Antriebsimpulsen, zwei Impulsmotoren 3 und 4, Ausgangswe11en 5 und 6 der Impulsmotoren 3 und 4, zwei Untersetzungsgetrieben 7 und 8, zwei EingangsweIlen

9 und 10 zur Übertragung der jeweiligen Ausgangsgrossen der Untersetzungsgetriebe zu einer gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung 11 und einer Ausgangswelle 12 der Kraftübertragungsvorrichtung· Die Motorantriebskreise 1 und 2 geben elektrische Impulse an die jeweiligen Impulsmotoren 3 und 4 entsprechend Steuersignalen ab und

W weisen einen Steuersignalübertragungskreis, einen Impulsgenerator, einen Impulsverteiler usw. auf·

Die Impulsmotoren 3 ^und ^ sind Servomotoren, deren Ausgangswellen sich pro Eingangsimpuls nur um einen vorbestimmten Winkel drehen und können als Schrittmotoren bezeichnet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform drehen sich daher die Ausgangswellen 5 und 6 der Impulsmotoren 5 und'4 aufgrund der Impulse der jeweiligen Motorantriebskreise 1 und 2 um einen vorbestimmten Winkel«

Die Untersetzungsgetriebe 7 und 8 vermindern die auf die fc Eingangswellen 9 und 10 übertragenen Drehbewegungen der AusgangsweIlen 5 und 6»

Die gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung 11 ist so ausgebildet, dass sie eine sich aus zwei Teilen zusammensetzende Ausgangsgrösse, die von den Eingangswellen 9 und

10 bestimmt wird, an der Ausgangewelle 12 abgibt. Figo 2 zeigt ein Beispiel der gemeinsamen Kraftubertragungsvorrichtung· In der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrich-

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tung 11 ist ein Kegelrad 13 mit Zähnen 25 mittels einer Schraube 17 an der Eingangswelle 9 befestigt, und ein Kegelrad Ik mit Zähnen 26, deren Anzahl gleich der der Zähne 25 ist, ist an der anderen Eingangswelle 10 mittels einer Schraube 18 befestigte Diese beiden Kegelräder 13 und Ik kämmen jeweils mit einem Kegelrad 15 «it Zähnen bzw« einem Kegelrad 16 mit Zähnen 28, deren Anzahl gleich der der Zähne 27 ist» Die Kegelräder 15 und 16 sind je» wells an beiden Enden einer Velle 19 befestigt·

Die Ausgangswelle 12 verläuft rechtwinklig zu der Velle 19 und ist durch ein Verbindungsteil 20 mit deren mittlerem Teil verbunden· Die Ausgangswelle 12 ist in einem als Hohlwelle 2k ausgebildeten Teil der Eingangswelle 10 koaxial und mittels eines Lagers 22 drehbar angeordnet, das an einem Ende der Eingangswelle 10 befestigt ist. Die Tragwelle 23, die mit der Ausgangswelle 12 fluchtet und an einem Ende an dem Verbindungsteil 20 befestigt ist, wird von einem Lager 21 getragen, das an dem Kegelrad 13 angebracht ist·

Es wird nun die Arbeitsweise der Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung erläutert«

Der Impulsmotor 3 bewirkt eine Schritt-Drehbewegung mit einem vorbestimmten Winkel entsprechend einem Impuls des Motorantriebskreises 1· Diese Schritt-Drehbewegung wird nach Verminderung ihrer Geschwindigkeit durch das Untersetzungsgetriebe 7 von der Eingangswelle 9 auf das Kegelrad 13 der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung 11 übertragen. Infolge der Drehung des Kegelrades 13 drehen sich auch die beiden Kegelräder 15 und 16, die mit dem Kegelrad 13 kämmen. Da in diesem Fall das Kegelrad i4 in

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einem schwebenden Zustand ist, wird die Drehung der Kegelräder 15 und 16 auf das Verbindungsteil bzw· die Wellen 12 und 23 zentriert» Aufgrund der durch die Kegelräder 15 und 16 gegebenen Drehung dreht sich die Ausgangswelle 12 in der gleichen Richtung wie die Eingangswelle 9· Diese Drehung gegenüber der Welle 9 wird durch das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Kegelrades 13 und der Kegelräder 15 und 16 bestimmt. Wenn der Impulsmotor 4 von dem Hotorantriebskreie 2 einen Impuls erhält, bewirkt er eine Drehung, die durch das " Untersetzungsgetriebe 8 auf die Eingangswelle 10 übertragen wird« Infolge der Drehung der Eingangswelle 10 drehen sich die Kegel: Ider 14, 15 und 16 und damit auch wie im vorherigen Fall die Auegangswelle 12·

Bisher wurden die beid@xa. Antriebssysteme der Eingangs-

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wellen und 10 gesondert beschrieben· Selbst wenn die

beiden Antriebesysteme gleichzeitig arbeiten, ergibt sich die gleiche Funktionsweise_β Diese Funktionsweise wird nun anhand der Figuren 4a bis 6c erläutert, in denen die gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung, die in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, allgemein gell zeigt ist, wobei das Kegelrad 13 einer Zahnstange 113t das Kegelrad 14 einer Zahnstange 114 und die Kegelräder 15 und 16 einem Stirnrad 115 entsprechen·

Die Figuren 4a und 4B zeigen den Zustand, wenn nur eine Zahnstange bewegt wird. Wenn das Stirnrad 115 an einer Stelle angeordnet ist, die um die Strecke L von der Normallinie X entfernt ist, wie in Fig· 4a gezeigt ist, wird die Zahnstange 113 festgehalten und die Zahnstange 114 wird um die Strecke L in Fig. 4a nach unten bewegt,

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wobei das Stirnrad 115 uo die Strecke l/2 bewegt wird· Das Stirnrad 115 bewegt sich an eine Stelle, die um

die Strecke L - L/2 von der Normallinie X entfernt ο ·

ist. Die gleiche Funktionsweise wie bei Verwendung der Zahnstangen 113 und 114 und des Stirnrades 115 kann bei dem Kegelradmechanismus beobachtet werden» der aus den Kegelrädern 13 bis 16 besteht· Nach dem gleichen Prinzip dreht sich die Ausgangswelle 12 der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung·

Die Figuren 5A und 5B zeigen den Zustand, wenn beide Zahnstangen 113 und 114 gleichzeitig bewegt werden« Wie im Falle der Fig. 4a zeigt Fig. 5A den Zustand, wenn das Stirnrad 115 an einer Stelle angeordnet ist, die um die Strecke L von der Normallinie X entfernt

ist« Wenn beide Zahnstangen 113 und 114 in Fig· 5A vat die Strecke L nach unten bewegt werden, bewegt sich das Stirnrad 115 um die Strecke L, wie in Fig« 5B gezeigt ist. Dies bedeutet, dass sich das StAkrnrad 115 zu einer Stelle bewegt, die um die Strecke L-L von der Normallinie X entfernt ist«

Die Figuren 6A bis 6C zeigen den Zustand, wenn beide Zahnstangen einzeln bewegt werden. Wie im Falle der Figuren 4a und 5A zeigt die Fig· 6A den Zustand, wenn das Stirnrad 115 an einer Stelle angeordnet ist, die um die Strecke L von der Normallinie X entfernt ist.

Xn diesem Zustand wird, wenn die Zahnstange 113 fest ist und die Zahnstange 114 in Fig· 6a um die Strecke L nach unten bewegt wird, das Stirnrad 115 um die Strecke L/2 bewegt, wie in Fig. 6B gezeigt ist. Dies bedeutet,

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dass sich das Stirnrad 115 zu einer Stelle bewegt, die um die Strecke L - L/2 von der Normallinie X entfernt isto Wenn dann die Zahnstange 114 festgehalten und die Zahnstange 113 in Figo 6b um die Strecke L nach unten bewegt wird, verschiebt sich das Stirnrad 115 um die Strecke l/2_o Wenn die Zahnstangen 113 und 114 einzeln in der gleichen Richtung um die Strecke L bewegt werden, bewegt sich das Stirnrad 115 zu einer Stelle, die um die Strecke L - L von der Normallinie X ent-

fernt ist_c

Die gemeinsame Kraftübertragungevorrichtung 11 arbeitet auf der Grundlage des zuvor erläuterten Prinzips α Wenn man daher die Ausgangswelle 12 mit der X- oder Y-Achse eines XY-Schreibers verbindet, wird eine Steuersignalfolge auf die beiden Motorantriebskreise 1 und 2 verteilt oder es werden zwei einzelne Steuersignalfolgen zu den Jeweiligen Motorantriebskreisen 1 und 2 geleitet« Dadurch kann die gesamte Verstellung, die durch die Impulse des Motorantriebskreises 1 und die, die durch die Impulse des Motorantriebskreises 2 bewirkt wird, auf der X- oder Y-Achse erhalten werden· Die Vorrichtung ermöglicht es daher, die Verstellung der Ausgangswelle 12 entsprechend der Anzahl der Steuerimpulse zu

™ ändern und, wenn ein Steuersignal in zwei Steuersignale unterteilt wird, um die Impulsmotoren 3 und k zu betätigen, wird die Anlaufkurve im wesentlichen verdoppelte

Obwohl bei der erläuterten Ausführungsform zwei Motorantriebskreise 1 und 2 verwendet sind, genügt auch ein einziger Motorantriebskreis· In diesem Fall kann ein

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einziger Impuls von dem Motorantriebskreis zu den beiden Impulsmotoren 3 und 4 geleitet werden«

Pig· 7 zeigt eine Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung gemäss der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform· Ein Impulsformer 32 is* an einen Eingangsanschluss 31 eines Steuersignals angeschlossen· Der Impulsformer 32 ist an einen Impulsverteiler 51 angeschlossen, der aus einem Flip-Flop 34 und UND-Gliedern 35 und 36 besteht« Die UND-Glieder sind über eine Leitung 39 bzw. 4o, einen Ringkreis 4i bzw, 42 und einen Verstärker 43 bzw, 44 an einen Impulsmotor 45 bzw· 46 angeschlossen· Die Ausgangswelle des Impulsmotors 45 ist mit der Eingangswelle 47 einer gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung 49 angeschlossen, während die Ausgangswelle des Impulsmotors 46 mit einer Eingangswelle 48 der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung 49 verbunden ist. Die gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung 49 gibt eine mechanische Ausgangsgrosse an der Ausgangswelle 50 ab, die sich aus den mechanischen Eingangsgrössen der beiden Eingangewellen 47 und 48 zusammensetzt. Die gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung 49 ist nach dem gleichen Prinzip wie die in Fig· 2 gezeigte aufgebaut·

Die Arbeitsweise der Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung der Fig· 7 wird nun anhand der Figuren 8A bis 8F erläutert.

Ein Steuersignal, das aus einer in Fig· 8A gezeigten Impulsfolge besteht, wird dem Impulsformer 3² Über den Eingangsanschluss 31 zugeführt. Der Impulsformer 32 besteht entweder aus einem Kreis mit einer Diode oder

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einem monostabilen Multivibrator· Der Impulsformer 32 hat die in Pig· 8A gezeigten Impulse in eine in Fig. 8B gezeigte Folge von Impulse gleicher Amplitude zu formen.

Die in Fig. 8B gezeigten und von dem Impulsformer 32 gelieferten Signale werden dem Flip-Flop 3k und den UND-Gliedern 35 und 36 über die Leitung 33 zugeführt.

Das Flip-Flop 3k schaltet bei jedem in Fig· 8B gezeigten Impuls um und überträgt abwechselnd zu zwei Ausgangsleitungen 37 und 38 ein Signal. Die Leitung 37 überträgt die in Fig· 8C gezeigten Impulse und die Leitung 38 die in Fig. 8E gezeigtem

Das UND-Glied 35 wird betätigt» nachdem die Impulse (Fig. 8b) der Leitung 33 und der Impulse (Fig. 8C) der Leitung 37 zugeführt wurden. Venn die Impulsfolge beider Leitungen gleichzeitig auftritt, erzeugt das UND-Glied 35 die in Fig. 8D erzeugte Impulsfolge. Das UND-Glied 36 wird betätigt, nachdem die Impulse (Fig. 8B) der Leitung 33 und die Impulse (Fig. 8E) der Leitung 38 zugeführt wurden. Venn die Impulsfolge beider Leitungen gleichzeitig auftritt, erzeugt das UND-Glied 36 die in Fig· 8F gezeigte Impulsfolge*

Die Impulsfolge der Fig. 8D und die der Fig. 8F stellt die abwechselnd aufgeteilte Impulsfolge der Fig. 8B dar, wie sich durch einen Vergleich mit der Impulsfolge der Fig· SB ergibt.

Ein wie oben unterteiltes Impulssignal wird über die Leitung 39 dem Ringkreis 41 und das andere über die Leitung kO dem Ringkreis kZ zugeleitete

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DIe Ringkreise 41 und 42 leiten das Impulssignal den jeweiligen Phasen der Impulsmotor· 45 und 46 zu und arbeiten daher als Verteiler·

Das Ausgangssignal des Ringkreises 4i wird nach Verstärkung durch den Verstärker 43 dem Motor 45 zugeleitet· Das Ausgangssignal des Ringkreises 42 wird · nach Verstärkung durch den Vers tärkeir;i44 dem Impulsmotor 46 zugeleitet«

Der Impulsmotor 45 wird entsprechend dem Impulssignal in Fig. 8D angetrieben· Der Impulsmotor 46 wird entsprechend der Impulsfolge in Fig« 8F angetrieben» Zwei mechanische Ausgangsgrössen werden der gemeinsamen Kraftübertragungsvorrichtung 49 von den Ausgangswellen der zwei Impulsmotore 45 und 46 zugeführt und an der Ausgangswelle 50 erhält man ein mechanisches Ausgangss ignal.

Um bei der Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung der Fig. 7 eine schrittweise Verstellung der Ausgangswelle 50 entsprechend der Anzahl der Impulse des Eingangssteuersignals zu erhalten, arbeiten die Impulsmotoren 45 und 46 in Halbschritten· Dies bedeutet, dass die m

Anlaufkurve dieser Impulswiedergabe-Antriebsvorrichtung gegenüber der der üblichen Inpulswiedergabe-Antriebsvorrichtung verdoppelt ist·

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   ( lolmpulswiedergabe-Antriebsworrichtung für mechanische Kurvenschreiber, z«B« XY-Schreiber, gekennzeichnet durch mehrere elektromechanische Energiewandler, die

   und mittels Impulsen betätigt werden, eine gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung, deren Ausgangsgrösse sich aus den jeweiligen mechanischen Ausgangsgrossen der elektromechanischen Energiewandler zusammensetzt»
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten elektromechanischen Energiewandler (3,4, Fig· 1),
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler Impulsmotoren sind·
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Kraftübertragungsvorrichtung (11) ein erstes Kegelrad ( 13^ aufweist, das mit einer ersten Eingangswelle (9) verbunden

   fe ist, ein zweites Kegelrad ( 14) , das mit einer zweiten

   Eingangswelle (10) verbunden ist und dessen Achse mit der des ersten Kegelrades übereinstimmt, dritte und vierte Kegelräder (15»16), die eine gemeinsame Achse aufweisen, die rechtwinklig zu der Achse des ersten und zweiten Kegelrades (13,l4) verläuft,und die mit dem ersten und zweiten Kegelrad (13,14) kämmen, sowie eine Ausgangswelle (12), die mit dem dritten und vierten Kegelrad (15»16) verbunden ist·

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   5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Impulsverteiler zur Unterteilung von Eingangsimpulsen in erste und zweite Impulse» die dem ersten elektromechanischen Energiewandler (45) bzw. dem zweiten elektromechanischen Energiewandler (46) zugeführt werden·

   6« Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsverteiler ein Flip-Flop (34) ist»

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