DE2262125A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der bewegung eines maschinenelementes - Google Patents

Description

Böblingeh, den 13, Dezember 1972 ki-sn

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y* 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: RA 971. 006

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Maschinenelementes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines entlang einer in Wegelemente unterteilten Bewegungsbahn verschiebbaren Maschinenelementes.

Es ist bekannt, zur Steuerung des Druckhammeranschlages bei Typendruckern einen Signalgeber zu verwenden, der in Antriebsverbindung mit dem Antriebsteil des bewegten Typenträgers steht. Dieser Signalgeber weist die Form eines Rades auf und besitzt für jedes Typenzeichen des Typenträgers eine Serie von Bits* Diese Bits müssen durch eine Mehrzahl von Abfühlern abgefühlt werden und beim Peststellen des gewünschten Codes wird der Dryckhammer ausgelöst. Wenn jedes Typenzeichen nur einmal auf dem Typenträger vorhanden ist, kann pro Zeiteinheit nur ein Zeichen gedruckt werden. Es ist auch möglich, viele Druckhämmer zusammen mit einer komplizierten Steuerungslogik zu verwenden, oder an dem Typenträger mehrere Typenzeichensätze anzuordnen. Dadurch wird die Steuerungsschaltung sehr aufwendig und die Fehlerwahrscheinlichkeit größer. Außerdem können Fehler entstehen durch die Abfühlvorrichtungen für die Abfühlung der Steuercodes, die entweder magnetischer oder optischer oder mechanischer Natur sind. Durch Verwendung von VieIfachabfühlern wird dadurch die Funktionssicherheit ungünstig beeinflußt»

309027/0393

Typendrucker mit nur einem einzigen Druckhammer und einem einzigen Abfühler benötigen einen Zähler zur Bestimmung der verschiedenen Druckpositionen auf dem bewegten Typenträger. Derartige Typendrucker erfordern jedoch eine hohe Geschwindigkeit des Typenträgers, um eine hohe Ausgabeleistung zu erzielen, da nur ein einziges Zeichen bei jedem Vorbeilauf des Typenträgers vor dem Druckhammer gedruckt werden kann. Durch diese hohe Geschwindigkeit des Typenträgers ist ein äußerst präzises Zusammenspiel zwischen den Zählvorrichtungen und dem Druckhammer notwendig. Geringfügige Fehler in der Taktgebung, in der Abfühlung und der Synchronisation verursachen schon Ausgäbefehler. Außerdem fordert die Identifizierung eines jeden Zeichens das seriale Abfühlen einer codierten Zahl, die aus mehreren Bits, beispielsweise fünf, besteht, bevor ein neues Typenzeichen identifiziert werden kann. Dies ist ein Vorgang, der langsamer abläuft als der Druck eines einzigen Zeichens in zwei benachbarten Druckpositionen.

Bekannte Wegsteuerungssysteme und Druckersteuerungssysteme verwenden parallele logische Schaltkreise, um eine Mehrzahl von Codebits abzufühlen und mit der gewünschten Adresse zu vergleichen. Diese Vorrichtungen erfordern aufwendige Schaltungen. Sie weisen außerdem den Nachteil auf, daß sie bei Verwendung sowohl bei Kettendruckern als auch bei Serialdruckern im allgemeinen während einer Zeiteinheit nur den Druck eines Zeichens erlauben. Dies trifft auch dann zu, wenn zur Eliminierung der Verzögerung durch das seriale Abfühlen einer Mehrzahl von Bits eine parallele logische Schaltung Verwendung findet.

Bei der numerischen Steuerung der Bewegungsabläufe von Maschlnenelementen besteht das Problem, daß digitale Lagesignale der Programmvorrichtung für den Antrieb des zu steuernden Maschinenelemente« decodiert und in eine andere Form, beispielsweise in ein Analogsignal, umgewandelt werden müssen. Es ist nämlich hierbei erforderlich, analoge Signale zu vergleichen mit Signalen, die von einer Decodiervorrichtung können, die. kontinuierlich die Lage des bewegten Maschinenelementes anzeigt. Die Umwandlung eines

309827/08*3

die Lage des bewegten Maschinenelementes anzeigenden Signales in ein entsprechendes analoges Ausgangssignal, das die Bewegung des■ Maschinenelementes in die gewünschte Stellung steuert, stellt eine Fehlerquelle dar. Die Bestimmung der augenblicklichen Lage kann auch die Ursache von verschiedenartigsten Fehlern darstellen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Art ders Feststeilens der augenblicklichen Lage eines bewegten Maschinenelementes, insbesondere eines mit mehreren Drückhämmern zusammenwirkenden bewegten Typenträgers, und die überwachung dieser Bewegung bis zum Erreichen einer vorgegebenen Stellung so zu verbessern, daß durch die angewandte Codiertechnik der Schaltungsaufwand und der Wartungsaufwand erniedrigt und die Verlässlichkeit erhöht wird, trotz einer Verkürzung der für das Erreichen der neuen Stellung notwendigen Zeitdauer. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß jedem Wegelement eine codierte Adresse, die sogenannte Wegadresse, zugeordnet ist, die aus mehreren Bits besteht, von denen mindestens ein Bit der jeweils benachbarten Adresse angehört und in einen Speicher, den sogenannten Wegelementspeicher, synchron mit der Bewegung des Maschinenelementes eingegeben wird, daß eine dem gewünschten Wegelement, d.h. dem Wegelement, in welches das Maschinenelement zu bewegen ist, entsprechende Adresse in einen Speicher, den sogenannten Auswahlwegelementspeicher, eingegeben wird und daß die Inhalte beider Speicher verglichen werden zwischen den aufeinanderfolgenden Bildungen jeweils eines neuen Bits im Wegelementspeicher, solange, bis Gleichheit gefunden ist, d.h. das Maschinenelement im gewünschten Wegelement eingetroffen ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.

309827/0393

RA 971 006

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Steuerungssystems für

,einen Kettendrucker,

Fign. 2a und 2b Impulsdiagramme für das Blockschaltbild der Fig.

1,

Fig. 3 den Codierungsplan für die einzelnen Zeichen,

Fig. 4 eine Tabelle der Zustände des Typenabbildregisters

und des Schieberegisters für die zu druckenden Daten während einer Folge von Schritten,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Erfindung, angewandt bei einem bidirektional bewegbaren Glied,

Fig. 6 den von der Vorrichtung nach Fig. 5 erzeugten

Code und

Fign. 7a und 7b Impulsdiagrainme der Schaltung nach Fig. 5.

Da die Erfindung auf verschiedenartige Weise ausführbar ist, und sowohl in einseitig wirkenden, als auch in zweiseitig wirkenden Einstellsystemen verwendbar ist, sind nachstehend zwei Ausführungsformen beschrieben. Wegen der leichteren Verständlichkeit ist die einfachere Ausführungsform der Erfindung zunächst beschrieben, die Verwendung findet bei einem einseitig wirkenden Einstellsystem für einen Riemen- bzw. Kettendrucker. Es soll jedoch erwähnt sein, daß die Erfindung auch an einer Indexvorrichtung an einer Werkzeugmaschine anwendbar ist, bei der eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück, bzw. Werkstückträger stattfindet. Gemeinsam ist all diesen Anwendungsbeispielen, daß zwischen zwei Punkten eine Relativbewegung stattfindet, welche die zu steuernde Variable

ist. Ά0 98 2 7 /0 39 3

RA 971 006

In Fig. X ist ein Kettendrucker schematisch dargestellt. Dieser Drucker besitzt einen Riemen oder eine Kette, die einzelne Typenträger vor mindestens einem Druckhammer aufweist, der entweder die Kette gegen das zu bedruckende Papier an der zu druckenden Stelle anschlägt, oder an dieser Stelle das Papier gegen die zu druckende Type durch Anschlag drückt. Da der Riemen sich kontinuierlich bewegt, muß die Synchronisation und die Identifizierung der Druckstelle und die Betätigung des Druckhammers äußerst präzise und schnell erfolgen, wenn bei hoher Druckge*- schwindigkeit auch eine hohe Druckqualität gefordert ist.

Der Riemen I ist in seiner Längsrichtung in zwei Abschnitte unterteilt, wobei der obere Abschnitt zum Zwecke der Erklärung als eine Reihe von Zeichen dargestellt ist, wobei die einzelnen Zeichen jede gewünschte Form und Größe und Reihenfolge aufweisen können. In dem· bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es jedoch sehr erwünscht, die Zeichen in einer Reihenfolge anzuordnen, die eine Umkehrung des Codes von beispielsweise EBCDIC oder ASCIE in den Druckzexchencode eliminiert. Der untere Abschnitt 3 weist eine Reihe von digitalen Datenbits auf, die der Einfacheit halber als Einsen und Nullen gezeigt sind, obwohl sie in der Praxis magnetisch oder optisch abgefühlt werden wurden und deshalb nicht visuell wahrnehmbar sein würden. Diese Codebits könnten in den Riemen in einer visuell wahrnehmbaren Form eingeätzt sein, zum Zwecke einer magnetischen Widerstands-, oder optischen, oder mechanischen, oder Ultraschall, oder sonstigen Abfühlungsart. Der Abfühler 4 ist innerhalb des Weges des Riemens 1 an irgendeiner Stelle dem letzteren benachbart angeordnet und kann magnetischer, optischer, mechanischer oder jeder anderen gewünschten Bauart sein. Der Abfühler 4 ist für die Ablesung der Daten des unteren Abschnittes 3 vorgesehen und gibt sein Ergebnis über die Torschaltung Tl in das Abbild der Typenkette darstellende Schieberegister 5 ein. Dies erfolgt zu geeigneten Zeitpunkten durch Steuerung des Taktsignales 2.» Das Schieberegister 5 enthält in digitaler Form das Abbild der Daten, die auf dem Teil des Riemens sich befinden, der den Abfühler 4 in der Bewegungsrichtung des Riemens _t

303827/0353

RA 971 0O6

dargestellt durch einen Pfeil, bereits passiert hat. Die Ausgangssignale des Schieberegisters 5 gelangen über die Leitung 7 zur Torschaltung T2. Das Taktsignal 2 wird, bevor es zur Torschaltung T2 gelangt, in der Inverterschaltung I umgekehrt, so daß, wenn das Taktsignal 2 auftritt, nur die Torschaltung Tl ein Signal passieren läßt, während die Torschaltung T2 das Ausgangssignal des Schieberegisters 5 nicht zur Eingangsseite des Schieberegisters durchläßt. Der Zweck dieser Wirkungsweise wird weiter unten beschrieben. Die Druckstellen Pl, P2 usw. sind unterhalb des Riemens 1 eingezeichnet. Dies ist so zu verstehen, daß in diesen Stellen je ein Druckhammer für einen Anschlag der Zeichen angeordnet ist. Zum Zwecke des leichteren Verständnisses werden nachstehend nur die den Druckpositionen Pl bis P4 zugeordneten Druckhämmer beschrieben. Diese Beschreibung gilt ebenfalls für die den Druckpositionen P5 bis P8 zugeordneten Druck hämmern und für alle weiteren Druckhammergruppen. Das Schieberegister 5 enthält die Datenbits, die an den Druckpositionen Pl bis P8 erscheinen. Fünf Datenbits stellen die Adresse eines Typenzeichens zu dessen Definition dar. Die Codierung ist so getroffen, daß die acht Datenbits im Schieberegister 5 ausreichen, um die Adressen der Typenzeichen zu bestimmen, die sich In überlappender Weise vor den Druckpositionen Pl bis P4 befinden.

Aus Fig. 3 ist entnehmbar, daß die Zeichenadressen aus fünf Bits bestehen, wobei die Adressen sich untereinander nur durch eine einzige Position, die Fensterposition genannt wird, unterscheiden. Wenn man sich eine Reihe von acht Bits vorstellt, die in Gruppen von je fünf Bits durch ein Fenster betrachtet werden können, und das Fenster um jeweils eine Position bewegt wird, ist eine neue Gruppe von fünf Bits sichtbar, die sich von der vorhergehenden in der unterschiedlichen Anordnung von Einsen und Hüllen unterscheidet. Deshalb kann jedes durch den Abfühler 4 vom Riemen 1 abgelesene Datenbit verwendet werden zur Bestimmung der ganzen neuen Fünfbitadresse, da der Eingang eines neuen Bits den Registerinhalt verschiebt, und den Durchblick durch das "Fenster* verändert. Obwohl eine Fünfbitadresse verwendet wird, ist es natürlich auch möglich,

309827/0393

RA 971 006

Adressen, die aus weniger oder mehr Bits bestehen, zu verwenden. Der in Fig. 3 gezeigte willkürliche Code für die Darstellung von 31 Zeichen (Typenzeichen A bis Z und fünf weitere, noch nicht festgelegte Typenzeichen) besitzt die Eigenart, daß jede Fünfbitadresse sich von ihrer benachbarten nur durch eine "Fensterposition" Wl, W2, usw. unterscheidet. Es ist klar, daß der Abfühler mehr als ein Bit an jeder Zeichenstelle am Riemen 1 ab- - lesen kann, ohne von dem allgemeinen Codierungsschema abzuweichen. Diese Codierungstechnik ist mit maximaler Längscode bezeichnet, und obwohl derselbe die gleiche Kapazität wie ein Binärcode mit derselben Bitanzahl aufweist, schreitet er nicht in der gleichen Weise fort.

Der Taktgeber 1 (Fig. 1) ist mit dem Schieberegister 5 verbunden zum Zwecke seines Fortschaltens von rechts nach links. Der in der am weitesten links befindlichen Stufe enthaltene Inhalt wird über die Leitungen 6 und 7 von dem Register 5 abgegeben, wenn das Taktsignal des Taktgebers 1 das Schieberegister 5 aktiviert. Das Datenschieberegister 8 hat eine willkürliche Folge von Codes geladen in Form einer Anzahl von 5 Bitzeichenbezeichnungen. Dieses Datenschieberegister wird durch das Taktsignal D von rechts nach links verschoben. Seine Ausgänge erscheinen auf den Leitungen 9 und 10. Die Daten auf diesen Leitungen werden miteinander in der exklusiven ODER-Schaltung 11 verglichen, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Daten auf den Leitungen 6 und 10 nicht gleich sind. Dieser Vergleich wird in einer Bitnach-Bitart ausgeführt. Das genannte Ausgangssignal, genannt "Nichtgleichsignal", wird verwendet für ein Zurückstellen irgendeiner zuvor in den Ein-Zustand gebrachten bistabilen Verriegelungsschaltung 12 aus_: einer Reihe derartiger Schaltungen Die bistabilen Verriegelungsschaltungen 12 werden durch Taktsignale LPl bis LP4 in ihren Einzustand gebracht, deren zeitliches Auftreten und Funktion weiter unten in Verbindung mit dem Impulsdiagramm erörtert wird. Die UND-Schaltungen 13 erlauben den von der exklusiven ODER-Schaltung 11 kommenden Rüekstellimpulsen einen Durchgang zu den bistabilen Verriege lungs schaltungen 12 nur. zu bestimmten Zeiten,

309827/0393 '".'-.-. ...

RA 971 006 .

wie weiter unten beschrieben wird. Die Ausgänge der bistabilen Verriegelungsschaltungen 12 sind mit UND-Schaltungen 14 verbunden, die beim Auftreten von Taktsignalen H ein Ausgangssignal erzeugen, um irgendeinen der Druckhammertreiber für die Druckstellen Pl bis P4 anzutreiben. Nur die der den einzelnen bistabilen Verriegelungsschaltungen 12 zugeordneten Druckhämmer gelangen zum Anschlag, die in Verbindung mit den UND-Schaltungen 13 wirksam sind. Bedingte Rückstellimpulse CPl bis CP4 werden verwendet für ein Rückstellen der bistabilen Verriegelungsechaltungen 12 über die UND-Schaltungen 13, die von dem Zähler 16 weitere Eingangsimpulse erhalten, der weiterschaltet durch jeden neunten Impuls des Taktgebers 1 mit Hilfe der in Fig. 1 gezeigten Schaltungselemente. Es können auch andere Taktzeiterzeuger für die Erfüllung dieser Funktion verwendet werden, beispielsweise Schieberegister oder ähnliche Schaltelemente.

Der Taktimpulszug 1 des Taktgebers 1, der das Schieberegister 5 antreibt, besteht aus einer Folge von Rechteckimpulsen (Fig. 2), die durch einen gewöhnlichen Digitaloszillator erzeugbar sind. Von diesen Signalen werden die verschiedenen anderen Taktzeiten abgeleitet durch verschiedene Kombinationen der Ausgangssignale des Taktgebers 1. Schaltungen hierfür sind bekannt, und bestehen einfach aus einem Zähler, der zu einer vorher bestimmten Zeit seinen Lauf beginnt und für jeden Taktimpuls des Taktgebers 1 weitergeschaltet wird und ein Ausgangssignal am Ende einer bestimmten Zählperiode erzeugt. In Fig. 1 dienen die Zähler 16, 17 und 18 diesem Zweck. Der Fig. 2 kann, beginnend links oben, entnommen werden, daß für die Eingabe eines Fünfbitzeichens in das Schieberegister 5 fünf Taktimpulse notwendig sind. Die ersten acht Taktimpulse bewegen genug Datenbits durch das Schieberegister 5, um vier Fünfbitzeichen zu bestimmen, so wie sie während dieses Zeitabschnittes den den Druckpositionen Pl bis P4 zugeordneten Druckhämmern gegenüber liegen. Diese Verschiebung erfolgt sehr schnell, und der Riemen 1 bewegt sich hierbei nur um den Bruchteil einer einzigen Zeichenteilung, während der gesamte Schiebevorgang stattfindet. Dies ist in Fig. 2 unten angezeigt. Während

309827/Q33 3

RA 971 006

der ersten fünf Impulse des Talctgebers 1 ist das erste Zeichen des Datenschieberegisters S, das aus den ersten fünf Bits innerhalb dieses Registers besteht, serial verglichen mit den entsprechenden aus den Schieberegister 5 kommenden fünf Bits. Während der Verschiebung des Schieberegisters 5 ist die Torschaltung T2 in ihrem normalerweise offenen Zustand, was bedeutet, daß die auf der Leitung 7 erscheinenden Ausgangssignale des Schieberegisters 5 am rechten Ende des Schieberegisters 5 in dasselbe wieder eintreten. Dadurch gehen diese Bitsggnale für die nächste Vergleichfolge nicht verloren. Kurz vor diesem Vergleich sind alle bistabilen Verriegelungsschaltungen 12 durch einen Rückstellimpuls LP zurückgestellt, der bei jedem 42. Taktimpuls des Taktgebers 1 erscheint. Die bistabile Verriegelungsschaltung 12 für den der Druckstellung Pl zugeordneten Druckhammer wird durch den Impuls LPl in ihren Einzustand gebracht.

Während dieses Vergleichs wird vom Zähler 16 ein Signal erzeugt. Dieses Signal CPl wird der UND-Schaltung 13 zugeführt, deren Ausgang mit der bistabilen Verriegelungsschaltung 12 verbunden ist, die der Druckstelle ?1 zugeordnet ist. Der Zähler 16 wird, bei jedem neunten Impuls des Taktgebers 1 weitergeschaltet, das einmal für jede Zeichenvergleichsperiode ist. Wenn irgendeines der ersten fünf Bits aus dem Schieberegister 5 und aus dem Datenschieberegister 8 nicht gleich ist, erzeugt 'die exklusive ODER-Schaltung 11 auf der Leitung 15 ein Ausgangssignal, das diejenige der UND-Schaltungen 13 passiert, die durch einen der Impulse CPl bis CP4 vorbereitet ist. .Die an diese UND-Schaltung 13 angeschlossene bistabile Verriegelungsschaltung 12 wird hierdurch zurückgestellt. Dadurch wird ein Anschlagen des dieser Verriegelungsschaltung zugeordneten Druckhammers verhindert, wenn das Taktsignal H für den Hammeranschlag auftritt. Das Schieberegister 5 wird neunmal während jedes Zeichenvergleiches verschoben, oder ΙΊ+Ι mal, wobei IJ die Anzahl der Stufen des Schieberegisters 5 ist, um das Abbild des Zeichencodes auf dem Riemen darzustellen, das dem Druckhammer der Druckstelle P2 gegenüber liegt. Dadurch wird eine neue Folge von fünf Datenbits am Ausgang des Schieberegisters

309827/0393

RA 971 006

5 für einen Vergleich rait den nächstfolgenden Zeichen des Datenschieberegisters 8 hervorgerufen. Wenn der Riemen 1 sich um eine Druckstelle bewegt hat, ist ein neues Datenbit vom Abfühler 4 über die Torschaltung Tl unter Steuerung des Taktsignales 2 hinzugefügt. Dann ist das Schieberegister 5 verschoben, um das Abbild des Riemens 1 zu erzeugen, das durch Verschiebung nach links um eine Position erscheint, wobei das neue Bit in die äußerste rechte Stufe des Schieberegisters 5 eintritt. Die Bits erscheinen zu den Impulsen Nr. 2 bis 8 in Fig. 2b, die über dem Zeichen 1 angeordnet sind. Eine kontinuierliche wechselnde Folge von Bits innerhalb des Schieberegisters 5 wird nun in Folgen von fünf Bits mit den Zeichen des Datenschieberegisters 8 verglichen. Das Datenschieberegister 3 macht unter Steuerung der Taktsignale D fünf Schritte, hält danach für die Dauer von vier Impulsen des Taktgebers 1 an, so daß der nächste Vergleich zwischen dem nächsten Zeichen des Datenschieberegisters 8 und dem im Schieberegister 5 enthaltenen Abbild des auf dem Riemen befindlichen Zeichens erfolgen kann. Das Taktsignal D steuert auch die UND-Schaltungen 13, so daß die Nichtgleichsignale der vier zusätzlichen Verschiebungen des Schieberegisters 5 keinen Ausgang der UND-Schaltungen 13 erzeugen können. Wach vier Vergleichen werden diejenigen Druckhammer, deren zugeordnete bistabilen Verriegelungsschaltungen 12 im Einzustand verblieben sind, durch die Vornahme eines kompletten Vergleiches zwischen fünf Bits angeschlagen.

Wie in Fig. 2 dargestellt, erfolgt ein angenommener vollständiger Vergleich für den Druckhammer 4, der durch das Taktsignal H angeschlagen wurde, nachdem das letzte Bit des vierten Zeichens verglichen war.

Als Beispiel für dia Wirkungsweise der Vorrichtung nach Ficr. l, wird angenommen, daß das Wort "giving" gedruckt werden soll und daß der Typenriemen sich in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet und eine Codierung der Zeichen entsprechend der Fig. 3 vorliegt. In dieser Stellung des Riemens erscheinen die überlappenden Adreßcodes für die Typenzeichen F, G, II und I der Reihen -

309827/0393

RA 971 006

folge von links nach rechts im Schieberegister 5. Das Datenschieberegister 8 (Fig. 4) würde in der ersten Druckposition mit einem G (10111) geladen sein, in der zweiten Druckposition mit einem I (11101), in der dritten Druckposition mit einem V (10011), und in der vierten Druckposition mit einem I (11101), was zusammen "GIVI" ergibt. Die Wirkungsweise der Fig. 1 wird nun anhand der Tabelle nach Fig. 4, die den Inhalt der verschiedenen Register nach jedem vollständigen Vergleich (oder nach jeweils¹ neun Impulsen des Taktgebers 1) darstellt, beschrieben. Ein Taktsignal bringt die bistabile Verriegelungsschaltung 12 des Druckhaitimers für die Druckposition 1 in ihren Einzustand, wie im Impulsdiagramm der Fig. 2 durch "Ein LPl" dargestellt ist. Der nächste Taktimpuls des Taktgebers 1 ruft in der exklusiven ODER-Schaltung 11 den Vergleich . des ersten Bits des Schieberegisters 5 mit dem ersten Bit der Daten des ersten Zeichens im Datenschieberegister 8 hervor. Diese Bits sind 0 bzw. 1; es entsteht somit ein Nichtgleichsignal am Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung 11, so daß die bistabile Verriegelungsschaltung 12 des Druckhammers der Druckposition 1 zurückgestellt ist, so daß zur Zeit des Taktsignales H, das den Hammeranschlag herbeiführen kann, der Druckhammer 1 nicht angeschlagen wird. Die darunter liegende Zeile in Fig. 4 zeigt, daß der Dateninhalt im Schieberegister 5 und im Datenschieberegister 8 um ein Bit nach links verschoben wurden. Nun wird erneut ein Vergleich ausgeführt, und da zwischen den beiden am weitesten links befindlichen Bits keine Gleichheit vorhanden ist, wird ein weiteres Rückstellsignal von der exklusiven ODER-Schaltung 11 erzeugt. Jedoch ist dieses zusätzliche, Rückstellsignal überflüssig, da die bistabile Verriegelungsschaltung 12 für die Druckposition 1 schon durch den vorhergehenden Vergleichszustand rückgestellt wurde. Drei weitere Schritte und Vergleiche schließen sich an. Dann verhindert das Taktsignal D eine Verschiebung innerhalb des Datenregisters 8 um vier zusätzliche Impulse des Taktgebers 1 (insgesamt neun Impulse des Taktgebers 1 sind aufgetreten). Dies bringt an den Ausgang des Schieberegisters 5 die Datenbitzusammenstellung, die erscheint, wenn man, beginnend von Druckposition 2, nach rechts sieht, riach dem fünften Vergleich wird das Datenschieberegister 8 nicht

309827/0393 ^r

RA 971 006

weitergeschaltet. Dies ist erforderlich, um das Auslesen des Zeichens 2 zu verhindern, bevor ein Vergleichszyklus für seinen Beginn bereit ist. Dieser Vorgang wird wiederholt, nachdem die bistabile Verriegelungsschaltung 12 für die Druckposition 2 in ihren Einzustand gebracht ist. Das erste Bit im Schieberegister wird mit dem ersten Bit im Datenregister 8 zu dieser Zeit verglichen. Jedoch beim nächsten Vergleich tritt Nichtgleichheit auf, so daß ein Rückstellimpuls der bistabilen Verriegelungsschaltung 12 zugeführt wird, die in ihrem Einzustand war, so daß der Druckhammer der Druckposition 2 nicht angeschlagen wird. Während der Riemen 1 sich bewegt, werden diese Vergleiche mit einer derart hohen Geschwindigkeit ausgeführt, daß derselbe sich nicht merkbar gegenüber den Druckhämmern bewegt. (In der Praxis dürfen die Datenbits auf dem Riemen seitlich gesehen, leicht nach vorn verschoben sein durch räumliche Anordnung der Datenbits geringfügig vor den Zeichen, denen sie zugeordnet sind, so daß durch die Zeit, während der Vergleich beendet ist, die Zeichen rechtwinklig vor den Druckhämmern sich befinden. Dies kann ebenso erreicht werden durch schräge Anordnung des Abfühlers gegenüber den Zeichen). . Dieser Vorgang wird für die bistabile VerriegelungsschalLang 12 der Druckhammer der Druckpositionen P3 und P4 wiederholt. Die bistabile Verriegelungsschaltung 12 für den Druckhammer der Position P4 ist nicht zurückgestellt, da ein Vergleich zwischen den ersten fünf Bits der Daten erfolgt. Dies geschieht ebenfalls beim 42. Schritt des Taktgebers 1 und ein Taktsignal H für den Hammeranschlag wird allen bistabilen Verriegelungsschaltungen 12 zugeführt und jene Druckhammer, deren bistabile Verriegelungsschaltungen 12 in ihrem Einzustand verbleiben, werden angeschlagen. Im vorliegenden Fall wird nur der Druckhammer der Druckposition"P4 angeschlagen, da nur seine bistabile Verriegelungsschaltung in ihrem Einzustand verbleibt. Das bedeutet, daß das zweite "I" in "giving" zu dieser Zeit in der Druckposition 4 gedruckt wird. Das nächste Taktsignal des Taktgebers 1 fällt auch mit dem Taktsignal 2 zusammen, das ein neues Bit vom Riemen 1 in das Schieberegister 5 bringt. Dies ist dargestellt beim 41. Schritt in Fig. 4, wo das O-Bit austretend aus dem Register gezeigt ist. Es tritt in das

3 09827/0393

RA 971 006

Register an dessen rechten Seite nicht ein, da die Torschaltung T2 unter dem Einfluß des umgekehrten Taktsignales 2 geschlossen ist, und dadurch gewissermaßen das Datenbit verloren gegangen ist. Das neue Bit des Riemens nimmt seinen Platz in der am weitesten rechts befindlichen Stufe des Schieberegisters 5 ein. Acht zusätzliche Schritte des Schieberegisters 5 bringen das Bild des Riemens in eine Lage, die der Verschiebung eines Zeichens vor den Druckhämmern nach links entspricht. Dies wird durch den Zähler 17 (Fig. 1) gesteuert, zusammen mit der gezeigten Schaltungslogik; der Zähler 15 ist wirkungslos während das Schieberegister 5 acht weitere Male verschoben wird. Der Vergleichsvorgang beginnt nun erneut. Die ersten fünf Bits des Schieberegisters 5 werden nun mit den ersten fünf Bits vom Datenschieberegister 8 verglichen. Deshalb verbleibt die bistabile Verriegelungsschaltung 12 für die Druckposition Pl in ihrem Einzustand, so daß der zugeordnete Druckhammer beim nächsten Auftreten eines Taktsignales H angeschlagen werden wird. (Dadurch wird "G" gedruckt). Die vorhergehenden vier vollständigen Vergleiche von Daten des Datenschieberegisters mit Bits vom Schieberegister 5 ergaben eine Zirkulation der Daten im Datenschieberegister 8, um einen vollständigen Zyklus, so daß "GIVI" wieder erscheint in der gleichen Reihenfolge, zu welcher der Vergleichsvorgang begann. Am Ende dieses Vergleichszyklus von vier Zeichen wird das Zeichen "G" in der Druckposition 1 gedruckt. Es kann auch durch Extrapolation gesehen werden, daß die nächsten vier Zeichenvergleichszyklen einen Druck des ersten "I" und "GI I" ergeben. Eventuell wird das Zeichen "V" in der richtigen Stelle vor dem Druckhammer 3 erscheinen und wird auch gedruckt, zu welcher Zeit alle Zeichen im Datenregister 8 gedruckt sind und ein neuer Satz von zu druckenden Zeichen«in dieses Register eingeführt werden kann.

Obwohl das erste Ausführungsbeispiel einen Kettendrucker betrifft, ist leicht vorstellbar, daß eine ähnliche Reihe von Datenbits anstelle auf einem Riemen an irgendeinem anderen Typenträger angeordnet sein kann, und daß dank der Kennzeichnung der Typenzeichen mittels fünf Bitadressen (oder irgendeiner anderen gewünschten An-

309827/0393

RA 971 006

zahl von Bits) die Positionen auf diesem anderen Typenträger in der gleichen Weise adressierbar sind. Dies führt zu verschiedenartigen Anwendungen, so zum Beispiel zu einer Anordnung der Daten,-bits auf einer festen Indextabelle an einem Maschinenwerkzeug eines bewegbaren Schlittens, der einen Abfühler für die Abfühlung der Datenbits aufweist, die solange erfolgt, bis die gewünschte Position gefunden ist, und hierbei ein Signal für das Stillsetzen des Schlittens erzeugt wird. Solch eine Anwendung vermeidet das bei anderen Lagefeststellungsystemenauftretende Problem der Umwandlung digitaler Daten in analoge Daten zwecks Vergleichs mit analogen Daten, die der Positionsabfühler erzeugt. Ankommende Positionscodes können direkt in ein Register eingegeben werden und können Bit nach Bit mit der vorgegebenen Position verglichen werden, die präzise in einfacher Weise durch Markierungen an dem genannten Medium bestimmbar ist. Weder ein Zählen, noch eine Codeumkehrung, noch Rechenvorgänge sind hierbei erforderlich. Wenn es unbequem erscheint oder es aus irgendeinem Grunde unerwünscht ist, körperliche oder magnetische Markierungen an dem Medium anzubringen, kann eine Reihe von Datenbits in der Reihenfolge, in der sie auftreten wurden, extern erzeugt werden. Dann könnte die Anzahl der erforderlichen Vergleichsvorgänge zwischen der gewünschten Stellung und der Reihe von Bits gezählt werden, um die gegebene Anzahl von Bewegungseinheiten anzuzeigen, die auszuführen sein würden, um die gewünschte Stellung zu erreichen. Diese Schilderungen zeigen das Wesen der in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 5 ist anwendbar bei einem einstellbaren Druckelement, oder an irgendeinem, in zwei Richtungen bewegbaren Element. Die Schieberegister 5, 8 entsprechen denen der zuvor beschriebenen Ausführungsform und verschiedene Torschaltungen und Taktsignaleinrxchtungen sind ebenso ähnlich. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Ausführungsformen ist darin zu sehen, daß der Riemen mit seinen Datenbits ersetzt ist durch zwei Schieberegister FIR und BIR für die Erzeugung zweier Codefolgen. Diese Schieberegister wirken in einer ähnlichen

30982770393

RA 971 OO6

Weise wie das Schieberegister 5 mit der Ausnahme, daß der Bitausgang einer vorgegebenen Stufe einer exklusiven ODER-Schaltung zugeführt wird, und darin verglichen wird mit den Daten, die von der letzten Stufe ankommen, um ein neues Datenbit zu erzeugen, das der rechten Seite des Registers eingegeben wird. Die zeitliche Steuerung dieser verschiedenen Funktionen ist in den Fign. 7a und 7b veranschaulicht. Die Taktgeber für die Erzeugung der verschiedenen Taktsignale sind an sich bekannt, und ähneln denen der Fig. 1 und sind deshalb nicht wieder gezeigt. Das Register FIR ist das Vorwärtsbildregister und das Register BIR das Rückwärtsbildregister. Das Schieberegister 5 enthält die wirkliche Anfangsposition des bewegbaren Elementes. Die Reihe von fünf Bits (oder wenn gewünscht, mehr) wird durch die Torschaltungen TN sowohl in das Vorwärts- als auch in das Rückwärtsschieberegister eingegeben. Diese Register werden dann schrittweise weitergeschaltet und in einer offenen Schleife über die Torschaltungen TD mit den Daten des Datenschieberegisters 8 in einer Weise miteinander verglichen, die ähnlich ist der Wirkungsweise des Vergleichs der Daten des Schieberegisters 5 mit denen des Datenschieberegisters 8 des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles. Der Vergleich erfolgt gleichzeitig, und wenn Gleichheit zwischen einer Reihe von fünf Bits des Datenschieberegisters 8 und der Codereihe entweder aus dem Vorwärts- oder dem Rückwärtschieberegister gefunden ist, wird eine Verriegelungsschaltung in ihren Einzustand geschaltet, wodurch die Richtung der Verschiebung angezeigt wird, die erforderlich ist, um von der augenblicklichen Position des Typenelementes, beispielsweise eines Kugelkopfes, in die gewünschte Position zu gelangen. Die Anzahl von fünf vollständigen Bitvergleichen, die erforderlich ist, um die Gleichheit zu finden,.ist eine Anzahl, die abhängig ist von der Anzahl der Schrittelemente, die das in zwei Richtungen bewegbare Druckelement sich zu bewegen hat, um in die gewünschte Stellung zu gelangen.

Die Anfangsdaten im Schieberegister 5 ist ein etwas vorgeordneter Satz von der Ausgangsstellung des bewegbaren Druckelementes entsprechenden Daten. Dieser Satz ist beim Start des zu steuernden

309827/0393

RA 971 006

Systems einzugeben, sobald dasselbe eingeschaltet ist. Beispielsweise ist eine Reihe von Einsen zum Start in das Register einzugeben, oder als bevorzugtes Beispiel eine Reihe von Datenbits, die in der Mitte der Fig. 6 dargestellt sind. Diese Reihe von Bits ist in das Vorwärts- und Rückwärtsbildregister einzugeben, während das zu steuernde Element sich noch in Ruhe befindet. Diese Register sind dann schrittweise weiterzuschalten, um eine Folge von Codes, die in Fig. 6 dargestellt sind, zu erzeugen. Aus Fig. und 6 geht hervor, daß die Endstufen und eine der übrigen Stufen, sowohl des Vorwärtsbildregisters, als auch des Rückwartsbildregisters an je eine exklusive ODER-Schaltung angeschlossen sind. Wenn beispielsweise in der Endstufe des Vorwärtsbildregisters eine 1 erscheint, und ebenso in dessen zweiter Stufe, bringt ein Schritt des Registers zwei Einsen in die exklusive ODER-Schaltung und da hierdurch Gleichheit festgestellt wird, wird eine 0 erzeugt, die in die erste Stufe, die Stufe 0 des Vorwärtsbildregisters eingegeben wird. Dasselbe gilt für das Rückwärtsbildregister, jedoch wird dessen Rückkopplung einer unterschiedlichen Stufe entnommen, so daß der erzeugte Code ein Bild des sich in einer Richtung bewegenden und zu steuernden Elementes darstellt, wcei die Richtung die entgegengesetzt zu der ist, die durch das Vorwärtsbildregister erzeugt wird. Es ist ersichtlich, daß jeder zusätzliche Schritt des Vorwärts- und des Rückwartsbildregisters mittels einer geschlossenen Schleife durch die Torschaltungen TC eine neue Reihe von fünf Bitcodes erzeugt, die dann serial mit dem gewünschten Positionscode vom Datenschieberegister 8 verglichen werden. Sobald Gleichheit festgestellt ist, wird die entsprechende Vorwärts- oder Rückwärtsverriegelungsschaltung in ihren Einzustand gebracht und ein Signal dem Antriebssystem zugeführt, um das zu steuernde Element in der entsprechenden Richtung durch eine Anzahl von Schrittelementen zu bewegen, die gleich ist der Anzahl von Schritten des Vorwärts- oder Rückwartsbildregisters, die erforderlich sind, um Gleichheit festzustellen. Somit kann der kürzeste Weg von der gegenwärtigen Stellung des Elementes in die gewünschte neue Stellung in einer der beiden möglichen Bewegungsrichtungen festgestellt werden, ohne in die Ausgangsstellung

309827/0393

RA 971 006

zurückzukehren. Wenn eine neue gewünschte Stellung erreicht ist, kann die Adresse vom Datenschieberegister 8 (die gewünschte Adresse ist augenblicklich darin enthalten) in das Schieberegister 5 als neuer Ausgangspunkt für die Erzeugung einer neuen Reihe von Codes eingegeben werden. Wenn diese Adresse im nächsten Zyklus in die Vorwärts- und Rückwärtsschieberegister eingegeben ist, wird eine neue Reihe von Codes erzeugt. Die Verwendbarkeit dieser Ausführungsform der Erfindung für die verschiedenartigsten mechanischen Bewegungsüberwachungssysteme liegt klar auf der Hand, da das Bewegungssteuerungsproblem eines in zwei Richtungen bewegbaren Elementes auf den verschiedensten technischen Sektoren auftritt. Das Erfordernis des Zählens der Anzahl der Vergleiche bevor Gleichheit festgestellt ist, während ein neuer Schritt erzeugt wird, ist trotzdem sehr vorteilhaft, da das zu steuernde Element aus jeder gewünschten Stellung auf dem kürzesten Wege in eine neue Stellung bewegbar ist, ohne die Ausgangsstellung zuvor passieren zu müssen.

971 006 -309827/0393

Claims (4)

1. - 18 -

   PATENTANSPRÜCHE

   Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines entlang einer in Wegelemente unterteilten Bewegungsbahn verschiebbaren Maschinenelementes, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wegelement eine codierte Adresse, die sogenannte Wegadresse, zugeordnet ist, die aus mehreren Bits besteht, von denen mindestens ein Bit der jeweils benachbarten Adresse angehört und in einen Speicher, den sogenannten Wegelementspeicher, synchron mit der Bewegung des Maschinenelementes eingegeben wird, daß eine dem gewünschten Wegelement, d.h. dem Wegelement, in welches das Maschinenelement zu bewegen ist, entsprechende Adresse in einen Speicher, den sogenannten Auswahlwegelementspeicher, eingegeben wird und daß die Inhalte beider Speicher verglichen werden zwischen den aufeinanderfolgenden Bildungen jeweils eines neuen Bits im Wegelementspeicher, solange, bis Gleichheit gefunden ist, d.h. das Maschinenelement im gewünschten Wegelement eingetroffen ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen der Wegadressen durch Eingabe der Bits in eine Einrichtung zur zyklischen Erzeugung einer Serie von Bits erfolgt, welche die codierten Adressen darstellen in der Reihenfolge, in welcher die diesen Adressen zugeordneten Wegelemente vom Maschinenelement durchlaufen werden, beginnend von einem Wegelement, das durch die eingegebenen Bits identifiziert ist, und daß ein neues Bit vor jedem Vergleichsvorgang für die Bildung einer neuen Adresse erzeugt wird.
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegadressen an dem Maschinenelement (1) in maschinell lesbarer Form angeordnet sind und mindestens ein für das jeweilige Wegelement kennzeichnendes Bit enthalten und für das Lesen ein ortsfest angeordneter

   309827/0393

   RA 971 006

   Abfühler (4) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Wegelementspeicher (5) verbunden ist, daß eine Eingabevorrichtung für die Eingabe der Adresse des gewünschten Wegelementes in den Auswahlwegelementspeicher (8) vorgesehen ist, wobei diese Adressen das dieses Wegelement kennzeichnende Bit und von mindestens einem benachbarten Wegelement das kennzeichnende Bit enthalten und daß der Ausgang des Wegelementspeichers (5) und der des Auswahlwegelementspeichers (8) an eine Vergleichsschaltung (11) an-. geschlossen sind.
4. 4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegadressen synchron mit der Bewegung des Maschinenelementes (1) extern erzeugbar sind und ein Schieberegister (5) für die Aufnahme der Adresse dient, die dem Wegelement zugeordnet ist, in dem sich das Maschinenelement vor Beginn seiner Bewegung zufällig befindet/ daß eine Eingabevorrichtung für die Eingabe der Adresse des Wegelementes, das der gewünschten Stellung des Maschinenelementes entspricht, in ein Schieberegister (8) vorgesehen ist und daß für die Erzeugung der Wegadressen für die beiden möglichen Bewegungsrichtungen des Maschinenelementes (1) je ein Schieberegister (FIR und BIR)_r ein sogenanntes Richtungsschxeberegister, vorgesehen ist und daß zur Richtungsbestimmung die Inhalte dieser beiden Schieberegister (FIR und BIR) mit dem Inhalt des Schieberegisters (8) verglichen werden und in Abhängigkeit vom ersten Feststellen von Gleichheit mit einem der beiden Richtungsschxeberegister (FIR und BIR) das Maschinenelement (1) in die Richtung bewegt wird, die diesem Richtungsschxeberegister zugeordnet ist und in dieser Richtung um eine Anzahl von Wegelementen, die gleich ist der Anzahl von bis zum Ergebnis Gleichheit durchgeführten Vergleichsvorgängen, bewegt wird.

   309827/0393

   üA Q71