DE2848910A1

DE2848910A1 - Antriebssystem zur steuerung der bewegung eines gliedes

Info

Publication number: DE2848910A1
Application number: DE19782848910
Authority: DE
Inventors: Peter Paul Aiena
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1979-06-28
Also published as: JPS5477887A; GB2009988A; FR2408864A1; DE2848910C2; GB2009988B; US4147967A; FR2408864B1

Description

28A8910

ANTRIEBSSYSTEM ZUR STEUERUNG DER BEWEGUNG EINES GLIEDES

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zur Steuerung der Bewegung eines bewegbaren Gliedes. Solche Systeme können beispielsweise für die Steuerung der Geschwindigkeit von Druckköpfen verwendet werden, die entlang einer Druckwalze bewegbar sind.

Es ist bekannt, die Geschwindigkeit eines Druckkopfträgers mittels eines Tachos zu steuern, der mit der Antriebswelle eines Motors verbunden ist. Letzterer dient zum Antrieb des Druckkopfträgers. Der Tachometer wird zur Rückführung eines Analogsignals verwendet, das proportional zur Geschwindigkeit des Motors ist und mit einem Referenzsignal verglichen wird, so daß die Geschwindigkeit des Motors gesteuert werden kann.

Ein Problem bei solchen Steuerungen liegt darin, daß eine "Überbewegung" (überschießen) und eine "Unterbewegung" (vorzeitiger Stop) bei der Regelung der Geschwindigkeit auf eine Nominalgeschwindigkeit auftreten kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Antriebssystem zur Steuerung der Bewegung eines Gliedes aufzuzeigen, bei dem die vorgenannten Probleme vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in dem Patentanspruch 2 niedergelegt.

8. November 1978

909826/0623

Wexterbildungen der Lösungsgedanken sind in den Unteransprüchen enthalten.

Es wurde festgestellt, daß durch die Verwendung einer Anordnung gemäß dem Patentanspruch zur Erzeugung eines ersten Zählwertes eine Vereinfachung der Steuervorrichtung erreichbar ist, was zur Einsparung von Kosten führt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine prinzipielle Darstellung der Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Schlittens, auf dem Drahtmatrixdruckkopf angeordnet ist;

Figuren 2A und 2B zeigen zusammengenommen ein Blockschaltbild eines Modulators, der in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendbar ist- und

Figuren 3A - 3G ein Flußdiagramm für ein Geschwindigkeitsregelprogramm von der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Matrixdrucker gezeigt, der eine Walze 10, einen Schlitten 12 und einen Matrixdruckkopf 14 auf dem Schlitten 12 enthält. Der Schlitten 12 ist auf zwei Führungsstangen 16 und 18 bewegbar angeordnet, so daß er an der Walze 10 entlang bewegt werden kann. Die Antriebswelle 20 eines Motors 22 ist in herkömmlicher Weise durch geeignete Verbindungsmittel 24 mit dem Schlitten 12 verbunden, so daß letzterer an der Walze entlang bewegt werden kann. Für die Hin- und

8. November 1978

90S826/0623

Herbewegung des Schlittens 12 können beispielsweise Antriebsriemen und entsprechende Riemenscheiben verwendet werden. Der Antrieb ist lediglich durch eine gestrichelte Linie 24 angedeutet. Als Antriebsmotor 22 wird vorzugsweise ein Gleichstrommotor von herkömmlicher Bauart verwendet. Dieser wird selektiv durch eine herkömmliche Antriebssteuerschaltung 26 erregt. Der Drucker ist mit einer Drucksteuervorrichtung 28 ausgestattet, die einen Prozessor 30 und ein Programm 32 zur Steuerung des üblichen Startverfahrens und für die Papierführung usw. enthält. Der Prozessor 30, ein Speicher 60, ein Geschwindigkeitssteuerprogramm 34, ein Anpassungskreis 36, ein Modulator 38 und eine Geschwindigkeitsabfühlvorrichtung 40 bilden zusammen die Steuervorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit des Schlittens 12 und für die Steuerung der Erregung der einzelnen Spulen 42 des Drahtmatrixdruckkopfes 14.

Dem Prozessor 30 werden die Ausgangssignale der Geschwindigkeitsabfühlvorrichtung 40 zugeleitet. Diese Information wird in diesem zusammen mit dem Geschwindigkeitssteuerprogramm 34 zur Steuerung der Geschwindigkeit des Motors 22 verwendet. Die Geschwindigkeit des Schlittens 12 soll möglichst >■ genau einer gewünschten Nominalgeschwindigkeit entsprechen. Die Geschwindigkeitsabfühlvorrichtung 40 enthält eine Lichtquelle 44 und einen Detektor, der beispielsweise eine fotoelektrische Zelle 46 enthalten kann. Die Lichtquelle 44 und die Zelle 46 sind an entgegengesetzten Seiten eines Zeittaktstreifens 48 angeordnet. Der Streifen 48 ist bezogen auf die Geschwindigkeitabfühlvorrichtung stationär angeordnet. Letztere ist mit dem Schlitten 12 fest verbun-

8. November 1978 ₉₀₉₈26/0623

den und bewegt sich entlang des Streifens 48. Der Streifen 48 besteht aus undurchsichtigem Material und weist eine Vielzahl von gleich beabstandeten Schlitzen auf, durch die das Licht von der Lichtquelle 44 zu der Zelle 46 gelangt. Die Zeitperioden zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen, die von der Zelle 46 erzeugt werden, stellen ein Maß für die Istgeschwindigkeit des Schlittens 12 dar, wenn sich dieser entlang der Platte 10 bewegt. Die hier beschriebene Druckvorrichtung enthält einen Drahtmatrixdruckkopf 14, mit dem in einem 7x12 Format Zeichen gedruckt werden. D. h., daß sieben Druckpunkte in der Höhe und neun Druckpunkte in der Breite- gedruckt werden können, wobei drei Punktpositionen als Abstand zwischen zwei benachbarten Zeichen vorgesehen sind. Der Abstand zwischen zwei Schlitzen in dem Taktstreifen 48 ist so bemessen, daß die Fotozelle 46 für jede vertikale Druckpunktspalte einen Impuls erzeugt. An dem Schlitten 12 ist außerdem ein Ruhesensor 50 (Home sensor) vorgesehen, der ebenfalls aus einem konventionellen Lichtschalter oder einem mechanischen Schalter bestehen kann und der ein Signal erzeugt, wenn der Schlitten 12 seine Ruheposition verläßt. In Fig. 1 ist diese Ruheposition die äußerste Rechtslage. Der Drahtmatrixdruckkopf 14 druckt in der hier beschriebenen Vorrichtung von rechts nach links. Eine herkömmliche Spannungsquelle 52 liefert die für den Motor bzw. für die Motorerregungsschaltung 26 erforderlichen Spannungen. Außerdem liefert er die Versorgungsspannungen für den Modulator 38, die Zwischenschaltung 36 und für die Druckkopfsteuerschaltung 28.

8. November 1978

909826/062 3

Die Geschwindigkeit des Schlittens 12 wird durch die abwechselnde Erregung des Motors 22 während sogenannter "Ein"-Perioden und der Entregung während sogenannter "Aus"-Perioden geregelt. Im folgenden wird auf die Figuren 2A und 2B Bezug genommen, in denen der Modulator 38 an seinem Ausgang Impulse PLSWDON liefert, die der Motorantriebsschaltung 26 (Fig. 1) zur Steuerung der Erregung des Motors 22 zugeleitet werden. Wenn der Impuls PLSWDON den Binärwert 1 oder einen wirksamen hohen Pegel aufweist, so wird der Motor in herkömmlicher Weise über die Motorerregungsschaltung 26 erregt. Wenn der Impuls PLSWDON eine binäre 0 oder einen niedrigen Pegel aufweist, so wird der Motor 22 entregt. Der Impuls PLSWDON wird von einem Flip-Flop K3 (Fig. 2B) abgeleitet. Grundsätzlich kann gesagt werden, daß die "Ein"-Periode für die Erregung des Motors 22 und die "Aus"-Periode für die Entregung so festgelegt sind, daß die "Ein"-Periode etwa 25 - 33 % des Gesamtzeitzyklus für den Motor 22 beträgt.

Es wird nun angenommen, daß sich der Motor 22 in Ruhestellung befindet und daß der Schlitten 12 in Vorwärtsrichtung (in Fig. 1 nach links) beschleunigt werden soll, so daß er die gewünschte Nominalgeschwindigkeit erreicht, bei der mit einem Druckvorgang begonnen werden kann. Am Anfang des Steuervorganges wird ein RESET-Impulse von der Druckersteuerschaltung 28 in Fig. 1 zum Zurücksetzen eines Zählers H3-J3 in Fig. 2B verwendet (dieser besteht aus zwei lierkömmlichen Vier-Bit-Binärzählern H3 und J3, die miteinander so verdrahtet sind, daß ein Acht-Bit-Binärzähler H3-J3

8. November 1978

909826/0623

gebildet wird) und das Flip-Flop K3 wird zurückgesetzt und ein Vorwärts-(FWD) Impuls wird zur Aktivierung der Motortreiberschaltung 26 verwendet, so daß diese den Motor 22 in Vorwärtsrichtung erregt. Unter dem Einfluß des Geschwindigkeitssteuerprogramms 3 4 in Fig. 1 wird eine Aufwärtsroutine zur graduellen Geschwindigkeitserhöhung auf die gewünschte Nominalgeschwindigkeit verwendet. Wenn das Flip-Flop K3 zurückgesetzt ist, so wird durch dessen Q-Ausgang der Multiplexer H2-J2 in Fig. 2A einen vorgegebenen Acht-Bit-Binärwert ausgeben, der dem Acht-Bit-Binär-Zähler H3-J3 zugeführt wird. Dieser Wert entsteht beispielsweise durch eine Festverdrahtung in dem Multiplexer H2-J2 und wird mit "Eins"-Wert bezeichnet. Der Zähler H3-J3 leitet dadurch die Erregungsperiode für den Motor 22 ein. Der in den Zähler H3-J3 eingegebene "Eins"-Wert und ein Taktimpuls 0 2 aus der Druckersteuerschaltung 28 werden zur Erhöhung des Zählers von dem Wert "Eins" auf einen vorbestimmten Endzählwert (TC) verwendet. Ein iCndzählwertsignal wird von dem Zähler H3-J3 dem Flip-Flop K3 zugeführt, das seinen Zustand ändert und dadurch die Erregungsperiode beendet und die Entregungsperiode einleitet. Mit dem Beginn der Entregungsperiode wird der Multiplexer H2-J2 aktiviert, so daß er die "Aus"-Zählung von dem Prozessor 30 akzeptiert. Der Prozessor 30 gibt durch sein .Steuerprogramm 34 auf die Datensammelleitung DB0-DB7 einen ersten Acht-Bit-Zählwert für die "Aus"-Kondition. Diese Information wird einem Anschluß-F (Fig. 2A) zugeführt und gelangt in den Zähler H3-J3 durch Aktivwerden des Multiplexers H2-J2. Dieser erste

8. November 1978

909826/0623

"Aus"-Zählwert wird in den Zähler H3-J3 eingegeben, wodurch der Zähler beim Auftreten des 0 2-Taktes erhöht wird, bis der Endzählwert erreicht wird. Durch den Endzählwert wird das Flip-Flop K3 seinen Zustand ändern, wodurch die "Aus"-Periode beendet und eine weitere Erregungsperiode eingeleitet wird. Die zwei Zustände des Flip-Flops K3 werden für die abwechselnden Erregungs- und Entregungsphasen verwendet, wobei durch den PLSWDON-Impuls und die Motortreiberschaltung 26 der Motor 22 angesteuert wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß beim Start des Motors 22 die Geschwindigkeitsabfühlvorrichtung 40 solange kein Signal erzeugt, bis durch den Motor 22 der Schlitten 12 an dem ersten Schlitz des Zeittaktstreifens 48 vorbeibewegt wird. Der erste vorbestimmte Zählwert, der durch die Verdrahtung des Multiplexers H2-J2 gewonnen wird, und der erste Zählwert vom Prozessor 30 werden abwechselnd in den Zähler H3-J3 in den verschiedenen Zyklen eingegeben, bis der Schlitten 12 einen entsprechenden Weg zurückgelegt hat und die Abfühlvorrichtung 40 mit Hilfe des Streifens 48 den ersten Impuls erzeugt. Die Ruhestellung-Abfühlvorrichtung 50 erzeugt ein Signal, durch das angezeigt wird, daß sich, der Schlitten nicht mehr in der Ruhestellung befindet. Dieses wird ebenfalls dem Prozessor 30 zugeführt, der es zur Multiplexierung einer zweiten "Aus"-Periode in den Zähler H3-J3 verwendet, wodurch die Anlaufroutine vervollständigt wird. Dies wird später im Zusammenhang mit dem Flußdiagramm gemäß den Figuren 3A-3G im einzelnen beschrieben, wobei auch das Geschwindigkeitssteuerverfahren für den Schlitten und für die Steuerung des Matrixdruckkopfes 14 beschrieben wird.

909826/0623

8. November 1978

Im Schritt 54 (Figuren 3A-3G) werden unter Benutzung des allgemeinen Programms 32 verschiedene Anfangs- und Ruhefunktionen durchgeführt. Wenn das allgemeine Programm 32 anzeigt, daß eine Druckfunktion ausgeführt werden soll, so überträgt das allgemeine Programm 32 die Steuerung auf das Geschwindigkeitssteuerprogramm 34 im Schritt 56. In dem Schritt 58 läuft ein unterbrechungsζähler und ein Zeitgabezähler an. Der Unterbrechungszähler kann beispielsweise ein im Prozessor 30 vorliegendes Register sein und der Zeitgabezähler kann durch einen Speicherbereich in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Speicher 60, Fig. 1) gebildet werden. Diese Stelle ist in dem Speicher mit"SPED" bezeichnet. Beim Beginn des Verfahrens weist der Unterbrechungsζähler den Wert 12 auf, wodurch der Motor 22 mit zwölf Impulsen beaufschlagt wird (diese werden als CHAR-Signale bezeichnet. ) Diese Impulse werden von der Abführvorrichtung 40 geliefert. Da in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein 7x12 Matrixdruckkopf verwendet wird, stellt der Zählwert 12 die Zeichenbreite einschließlich drei "Vertikalabstandspalten" dar. Die Zeichenbreite selbst teilt sich in neun "vertikale Spalten" auf. Die hierfür verwendeten Signale sind mit CHAR bezeichnet.

Der Zeitgabezähler wird zur Speicherung eines Wertes verwendet, der von der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12 abhängt. In den Figuren 3D und 3E sind Operationsschleifen für die Steuerung des Druckers gezeigt. Diese Schleifen weisen den gleichen Schleifenfaktor (Zeitperiode) oder ein Vielfaches davon auf.

8. November 1978

909826/06 23

Jedesmal wenn eine dieser Operationsschleifen ausgeführt wird, wird der Wert des Zeitgabezählers um den zugeordneten Schleifenfaktor verringert (derjenige mit dem Acht-Bit-Binärwort SPED mit dem zu Beginn in den Speicher 60 eingegebenen Binärwert 127). Die achte oder höchste Stelle des Acht-Bit-Wortes SPED wird zur Anzeige eines negativen Wertes verwendet, falls der Wert des Zählers um mehr als 127 verringert wird. Dadurch wird angezeigt, daß ein Fehler vorliegt (dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Schlitten 12 sich nicht bewegt). In diesem Fall wird das System abgeschaltet. Da der Abstand zwischen benachbarten Schlitzen in dem Zeitgabestreifen 48 jeweils der gleiche ist, stellt die Zeit, die zwischen aufeinanderfolgenden CHAR-Signalen vergeht, ein Maß für die Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 14 dar. Diese Zeit wird durch die Reduzierung des Wertes in dem Zeitgabezähler um den Zählwert, der der durchzuführenden Operationsschleife zugeordnet ist, gemessen.

Im Schritt 58 wird ein Lichtzyklussteuerwort in Form eines Acht-Bit-Binärwertes in einem anderen Bereich des Speichers 60 plaziert. Dieses Lichtzyklussteuerwort, das mit PCO-Zählwert bezeichnet ist, stellt einen Binärwert dar, der fortlaufend modifiziert wird, wenn dies nötig ist, und der den Modulator 38 zugeführt wird und die Entregungsperiode für den Motor 22 verändert. Der erste von dem Schritt 58 in Fig. 3A kommende PCO-Zählwert ist der erste "Aus"-Zählwert, der bei der allgemeinen Beschreibung des Modulators 58, der in den Figuren 2A und 2B gezeigt ist, erwähnt wurde. Im Schritt 58 ist die

8. November 1978

909826/0623

Motortreiberschaltung 26 in der Lage, den Motor in Vorwärts-Richtung zu erregen und der RESET-Impuls veranlaßt das Flip-Flop K3 in Fig. 2B, den "Ein"-Zählwert (im Multiplexer H2-J3 verdrahtet) zu akzeptieren und die erste Erregungsperiode für den Motor 22 einzuleiten.

Im Schritt 62 in Fig. 3A schaltet der Prozessor 30 den Motor 22 ein und der PCO-Zählwert, der im Speicher 60 gespeichert ist, wird über die Sammelleitung DBO-DB7 der Vorrichtung F (Fig. 2A) zugeleitet und veranlaßt dort über eine herkömmliche Zwischenschaltung 36 eine Verriegelung. Der "Ein"-Zählwert wird in den Zähler H3-J3 eingegeben und der 0 2-Takt zur Erhöhung des Wertes in dem Zähler H3-J3 von dem "Ein"-Zählwert bis zu dem Endzählwert. Wenn der Endzählwert (TC) erreicht wird, so gelangt ein Ausgangssignal von dem Anschluß 15 des Zählers J3 zu dem Flip-Flop K3 und ändert dessen Zustand, so daß die Entregungsperiode beendet und die Erregungsperiode begonnen wird. Dies geschieht durch die Aktivierung des Multiplexers H2-J2, wobei dieser den Zähler H3-J3 wieder mit einem binären "Anfangszählwert" ladet. Von diesen abwechselnd auftretenden Erregungsphasen und Entregungsphasen für den Motor 22 sind verschiedene Zyklen erforderlich bevor der Schlitten 12 die Ruheposition verläßt und mit Hilfe des Streifens 48 einen ersten CHAR-Impuls oder einen Unterbrechungsimpuls erzeugt.

8. November 1978

909826/0623

Im Schritt 64 stellt der Prozessor 30 die Frage "Liegt eine Unterbrechung oder ein CHAR-Signal vor?". Wahrscheinlich heißt die Antwort "Nein", da der Schlitten 12 die Ruheposition noch nicht verlassen hat. Nach dem Schritt 64 führt der Prozessor 30 den Schritt 66 aus, bei dem die Frage gestellt wird "Steht der Unterbrechungszähler auf Null?". Die wahrscheinlichste Antwort heißt "Nein", wonach der Prozessor den Schritt 68 ausführt, bei dem die Frage gestellt wird "Befindet sich der Schlitten (und somit der Druckkopf 14) außerhalb der Ruheposition?". Die wahrscheinlichste Antwort heißt "Nein", wonach der Prozessor 30 zum Schritt 64 zurückkehrt. Lautet die Antwort im Schritt 64 "Ja", so wird der Unterbrechungszähler um den Wert Eins reduziert und zwar im Schritt 70.. Es wird nochmals in Erinnerung gerufen, daß der Unterbrechungszähler zu Beginn auf den Binärwert 12 im Schritt 58 eingestellt wurde. Der Wert 12 wurde deshalb in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählt, weil 12 CHAR- oder Unterbrechungssignale ein zu druckendes Zeichen enthalten und die Geschwindigkeit des Schlittens 12 für jedes zu druckende Zeichen eingestellt ist. Im Schritt 70 wird die gegenwärtige Geschwindigkeit (das ist der Zählwert des Zeitgabezählers) gespeichert und für die Ermittlung der Geschwindigkeits- und Beschleunigungscharakteristik für den Schlitten verwendet. Dies wird später noch im einzelnen beschrieben. Nach dem Schritt 70 kommt das Programm 34 zu dem Schritt 66. Wenn der Unterbrechungszähler den Wert Null im Schritt 66 aufweist, so wird er im Schritt 72 auf den Wert 12 zurückgesetzt.

8. November 1978

909826/0623

Dies dient zur Sicherstellung, daß keine der Unterbrechungen fehlt. Von dem Schritt 72 geht das Programm 34 zu dem Schritt 68. Wenn der Schlitten 12 im Schritt 68 die Ruheposition immer noch nicht verlassen hat, so kehrt das Programm 34 zu dem Schritt 64 zurück und der beschriebene Vorgang wird wiederholt. Wenn im Schritt 68 der Schlitten 12 die Ruheposition verlassen hat, wie dies durch ein Signal von dem Ruhepositionssensor 50 (Fig. 1), das über den Anschluß 8 ankommt, angezeigt wird, führt das Programm 34 den Schritt 74 durch, bei dem die Frage gestellt wird "Wird diese Schleife zum ersten Mal durchfahren?". Ist die Antwort in dem Schritt 74 "Ja", so wird ein zweites Zwangszyklussteuerwort (PCO-Zählwert) ausgegeben und im Schritt 76 dem Modulator 38 zugeführt. Dadurch wird die Entregungsperiode für den Motor 22, wie vorangehend beschrieben, gesteuert. Der erste PCO-Zählwert, der im Schritt 58 verwendet wurde, kann als "Anlauf"-Routine angesehen werden, mit dem der Motor 22 gestartet wird und der zweite PCO-Zählwert im Schritt 76 aktiviert den Motor 22, so daß der Schlitten 12 mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die nahe der gewünschten Nominalgeschwindigkeit ist.

Nach dem Schritt 76 führt das Programm 34 den Schritt 78 durch, in dem die Frage gestellt wird "Ist dies das zwölfte ünterbrechungssignal?". Lautet die Antwort "Nein", so geht das Programm 34 zur normalen Programmverarbeitung über, wie in Fig. 3A im Schritt 80 angedeutet ist. Der Schritt 80 stellt einen erweiterten Operationsablauf dar und die Operationsschleifen sind in den Figuren 3D und 3E gezeigt. Die verschiedenen in den Figuren

8. November 1978

909826/0623

2048910

3D und 3E dargestellten Operationen sind den üblichen Druckfunktionen des Druckkopfes 14 zugeordnet, was später noch im Detail beschrieben wird. Zunächst wird lediglich darauf hingewiesen, daß das Programm 34 in der normalen Verarbeitungsphase ist, wie durch den Schritt 80 in Fig. 3A dargestellt ist, und daß, sobald ein Unterbrechungs- oder CHAR-Signal empfangen wird, eine Unterbrechungsroutine (Fig. 3G) eingeleitet wird. Diese Teilunterbrechungsroutine ist in dem Programm 34 verdrahtet, so daß jedesmal beim Auftreten eines Unterbrechungs- oder CHAR-Signal die normale Verarbeitungsroutine unterbrochen wird.

Wenn im Schritt 78 in Fig. 3A das Unterbrechungssignal das zwölfte Unterbrechungs- oder CHAR-Signal ist, was durch den Rückgang des Zählwertes von zwölf auf null in dem Unterbrechungszähler festgestellt werden kann, kommt das Programm 34 zu dem Schritt 82 in Fig. 3B, wo die Frage gestellt wird: "Entspricht die Momentangeschwindigkeit der Nominalgeschwindigkeit?". Die für die Bewegung des Schlittens 12 erwünschte Nominalgeschwindigkeit wird durch einen Acht-Bit-Binär-Zählwert angegeben, der in den Speicher 60 gespeichert ist. Durch die gewünschte Nominalgeschwindigkeit wird der Zählwert definiert, der in dem Zeittaktzähler zwischen zwei aufeinanderfolgende CHAR-Signalen von der Geschwindigkeitsabfühlvorrichtung 40 erreicht werden kann, wenn die Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12 der Nominalgeschwindigkeit entspricht, da die Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12 durch den Ist-Zählwert dargestellt wird, der in dem genannten Zähler zwischen zwei aufeinanderfolgende CHAR-Impulsen erreicht werden kann.

8. November 1978

903 3 26/0623

Somit kann in vorteilhafter Weise die Geschwindigkeit des Schlittens 12 (falls dies nötig ist) jeweils für zwölf CHAR-Signale einmal geregelt werden und die Ist-Geschwindigkeit des Schlittens wird jeweils zwischen zwei benachbarten CHAR-Signalen festgestellt. Wenn die Ist-Geschwindigkeit größer als die Nominalgeschwindigkeit ist, so führt das Programm 34 als nächstes den Schritt 84 in Fig. 3B aus.

Im Schritt 84 wird die Frage gestellt "Vergrößert sich die Geschwindigkeitsabweichung¹¹. Es wird darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit des Schlittens 12 nicht nur das allgemeine Frageprinzip über die Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12, d.h. die Frage ob dessen Geschwindigkeit größer oder kleiner als die gewünschte Geschwindigkeit ist, enthält sondern auch eine Prüfung der Beschleunigungs- und der Verzogerungscharakteristxk des Schlittens 12 durchgeführt wird, bevor eine Entscheidung erfolgt, ob die Geschwindigkeit erhöht, erniedrigt oder nicht verändert wird. Ist beispielsweise die momentane Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12 größer als die gewünschte Nominalgeschwindigkeit und die Beschleunigungscharakteristik zeigt an, daß die Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12 in dem zu prüfenden Intervall sich ebenfalls erhöht, verglichen mit einem vorangegangenen Intervall, so wird die Geschwindigkeit des Motors 22 etwas verringert. Zeigt jedoch die Beschleunigungscharakteristik in diesem Falle eine Abnahme des Geschwindigkeitszuwachses verglichen zu der vorangehenden Periode an, so erfolgt keine Änderung,
8. November 1978

909826/0623

da ja bereits eine Abnahme der Ist-Geschwindigkeit, die momentan über der gewünschten Geschwindigkeit liegt, zu erwarten ist. Dieses Steuerverfahren verringert die Tendenz des Schlittens 12 an der gewünschten Soll-Geschwindigkeit vorbeizulaufen (überschießen) oder diese nicht zu erreichen (Unterschießen) . Diese Nachteile treten, wie eingangs erwähnt, bei den bekannten Geschwindigkeitssteuersystemen auf, in denen die Beschleunigungstendenz nicht berücksichtigt wird.

In dem Schritt 84 in Fig. 3B wird das Verhalten der Geschwindigkeit, d.h. deren Abweichungstendenz f des Schlittens 12 durch den Vergleich der momentanen Ist-Geschwindigkeit in Form eines vorliegenden Zählwertes mit dem Geschwindigkeitszählwert eines vorangehenden Intervalls zwischen zwei benachbarten CHAR-Signalen gewonnen. Letztere sind in dem Speicher 60 gespeichert, so daß der Vergleich im Schritt 70 in Fig. 3A durchgeführt werden kann. Es wird in Erinnerung gebracht, daß der jeweils gegenwärtige Ist-Geschwindigkeitszählwert durch Laden des Zeitgabezählers mit einem Anfangs-Binärwert von 127 und eine Dekrementierung dieses Zählwerts (um den Wert Eins) durch den jeweils zugeordneten Schleifenfaktor bei einer jeden Schleifenoperation gewonnen wird. Dies gilt nur für die Operationsabläufe während der normalen Arbeitsweise im Schritt 80 in Fig. 3A. Da die Schleifenfaktoren vorbestimmte Zeitperioden darstellen, gibt der zwischen zwei benachbarten CHAR-Signalen auftretende Wert Auskunft über die jeweilige Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12. Im folgenden

8. November 1978

909826/0623

wird in Form einer Tabelle gezeigt, welche verschiedenen Werte in dem Zeitgabezähler auftraten, wenn der Schlitten 12 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt wird:

Zählwerte im Zeitgabezähler

an der gewünschten Schneller als die Langsamer als die Nominalgeschwindigkeit NominaIgeschwindig- Nominalgeschwindigkeit keit

127 127

30 Schleifen- - 29 Schleifen- - 31 Schleifenfaktoren faktoren faktoren

(97) (98) (96)

Aus der vorangehenden Tabelle geht hervor, daß die auftretenden Geschwindigkeitsζählwerte (in Klammern) ansteigen und abnehmen, wenn der Schlitten 12 sich schneller und langsamer bewegt, bezogen auf die gwünschte Nominalgeschwindigkeit.

Es wird mit Schritt 84 in Fig. 3B weitergefahren. Wenn die Tendenz der Geschwindigkeit des Schlittens 12 nach oben geht, d.h., daß der momentane Geschwindigkeitszählwert größer als der Geschwindigkeitszählwert der vorangehenden Periode zwischen zwei CHAR-Signalen ist, dann wird das Pflichtzyklussteuerwort (PCO-Wert) im Schritt 86 reduziert und gespeichert, so daß es im Schritt 88 dem Modulator 38 zugeführt werden kann. Dadurch wird dieLänge der Entregungsperiode vergrößert und der Motor 22 erhält weniger

8. November 1978

909826/0623

Energie, so daß die Geschwindigkeit des Schlittens 12 verringert wird. Wird in dem Schritt 84 festgestellt, daß eine Neigung zur Erhöhung der Geschwindigkeit vorliegt, fährt das Programm 34 mit der Durchführung des Schrittes 9 2 fort. In diesem Schritt erfolgt keine Änderung des ZwangzyklusSteuerwortes. In diesem Fall wird das Zwangzyklussteuerwort von der letzten Geschwindigkeitsregulierung in dem Schritt 88 ausgegeben. In dem Schritt 92 wird das Tendenzwort zurückgesetzt, das bedeutet, daß die vorhandene Momentangeschwindigkeitszählung in einem Bereich des Speichers 60 festgehalten wird, wie dies in dem Schritt 70 der Fall war. Der Unterbrechung szähler und der Zeitgabezähler werden ebenfalls zurückgesetzt. Letzterer wird wieder mit den Binärzählwert 127 geladen. Es wird darauf hingewiesen, daß bei einem jeden Unterbrechungssignal oder CHAR-Signal der zugehörige gegenwärtige Geschwindigkeitszählwert in dem Speicher gespeichert wird und für die Verwendung im Schritt 84 zur Feststellung der Abweichungstendenzen zur Verfügung steht. Gleichzeitig erfolgt jeweils die Zurücksetzung des Zeitgabezählers. Nach dem Schritt 92 führt das Programm 34 den Schritt 64 in Fig. 3A aus. Gegebenenfalls erfolgt eine Verschiebung zu dem Schritt 80, der eine normale Verarbeitungsoperation darstellt, in der z. B. geprüft wird, ob Daten zu drucken sind, welches Format die zu druckenden Daten haben und welche Spulen 42 des Drahtmatrixdruckkopfes 14 erregt werden sollen. Es ist ersichtlich, daß der Prozessor 30 für diesen Zweck mit der Durchführung von normalen Druckoperationen beauftragt wird und daß während dieser Zeit eine Unterbrechung der Geschwindigkeitssteuerfunktion erfolgt.

8. November 1978

909826/0623

Zunächst wird wieder auf den Schritt 82 in Fig. 3B zurückgegangen. Liegt die momentane Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12 nicht über der gewünschten Nominalgeschwindigkeit, so geht das Programm 34 in den Bereich B in Fig. 3C. Im Schritt wird die Frage gestellt: "Liegt die gegenwärtige Geschwindigkeit unter der Nominalgeschwindigkeit?". Zu diesem Zeitpunkt könnte die Ist-Geschwindigkeit gleich oder niedriger als die gewünschte Nominalgeschwindigkeit sein. Lautet die Antwort im Schritt 94 "Ja", so führt das Programm 34 den Schritt 96 durch, in dem die Frage gestellt wird: "Ist die Geschwindigkeitstendenz abnehmend?". Ist die Tendenz abnehmend, was durch einen Vergleich des momentanen Geschwindigkeitswertes mit dem Geschwindigkeitswert des vorangehenden Intervalls zwischen benachbarten CHAR-Impulsen festgestellt werden kann, so wird das Pflichtzyklussteuerwort, d.h., der PCO-Zählwert, in dem Schritt 98 erhöht und in dem Speicher 60 gespeichert. In dem Schritt 100 wird das Pflichtzyklussteuerwort dem Modulator 38 zugeführt. Dadurch wird, wenn das Pflichtzyklussteuerwort erhöht wurde, die Länge der Entregungsperiode für den Motor 22 verkürzt, wodurch dessen Geschwindigkeit und somit die Geschwindigkeit des Schlittens 12 erhöht wird. Von dem Schritt 100 springt das Programm 34 in dem Schritt 102 auf den Bereich A in Fig. 3B. Dadurch wird der Schritt 92 in der bereits beschriebenen Weise vollständig durchgeführt. Wenn sich die Abweichungstendenz der Ist-Geschwidnigkeit in dem Schritt 96 nicht verringert, so führt das Programm 34 als nächstes den Schritt 104 durch, in dem das Pflichtzyklussteuerwort un-

8. November 1978

909826/0623

verändert abgespeichert wird. Anschließend führt das Programm 34 den Schritt 100 in der bereits beschriebenen Weise aus.

Falls in dem Schritt 94 in Fig. 3C festgestellt wird, daß die momentane Ist-Geschwindigkeit nicht unterhalb der nominalen Geschwindigkeit liegt, springt das Programm 34 in den Bereich "C" von Fig. 3C, in dem festgestellt wird, daß der vorliegende Geschwindigkeitszählwert gleich dem Nominalgeschwindigkeitszählwert sein müßte, da gemäß Fig. 3B der vorliegende Geschwindigkeitszählwert nicht über dem Nominalgeschwindigkeitszählwert liegt und gemäß Fig. 3C, Schritt 94, der vorliegende Geschwindigkeitszählwert nicht unterhalb des Nominalgeschwindigkeitszählwertes liegt und somit müßte der gegenwärtige Geschwindigkeitszählwert identisch mit dem Nominalgeschwindigkeitszählwert sein. In dem Schritt 108 wird die Frage gestellt: "Gibt es eine Abweichungstendenz?". Ist dies nicht der Fall, so führt das Programm 34 den Schritt 104 und dann den Schritt 100 in der bereits beschriebenen Weise aus. Wird eine Abweichungstendenz festgestellt, kommt die Frage: "Vergrößert sich die Abweichungstendenz?". Diese Frage wird in dem Schritt 110 gestellt. Ist die Antwort in dem Schritt 110 "Nein" (was bedeutet, daß die Tendenz abnehmend ist), erfolgt in dem Schritt 112 eine Erhöhung des Pflichtzyklussteuerwortes um Eins und eine Speicherung in dem Speicher 60. In dem Schritt 116 wird dann dieser Wert ausgegeben. Wird angenommen, daß sich die Abweichung im Schritt 110 nicht verstärkt, so bedeutet eine Inkrementierung des Pflichtzyklussteuerwortes im Schritt 112, daß eine Reduzierungs der Entregungs-

8. November 1978

9098 2 6/0623

periode des Motors 22 erfolgt, wodurch wiederum eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Schlittens 12 erreicht wird. Ist die Antwort in dem Schritt 110 "Ja", so führt das Programm 34 den Schritt 114 aus, bei dem das gespeicherte Pflichtzyklussteuerwort (von der letzten Geschwindigkeitseinstellung) um Eins verringert wird und zur Verwendung in der nächsten Geschwindigkeitseinstellroutine abgespeichert wird. Das korrigierte Pflichtzyklussteuerwort, das in dem Schritt 114 abgeleitet wurde, wird in dem Schritt 116 ausgegeben und dem Modulator 38 in der vorangehend beschriebenen Weise zugeführt. Dann springt das Programm 34 von dem Schritt 118 nach "A" von Fig. 3.

Die Figuren 3A, 3B und 3C beziehen sich auf das Geschwindigkeitssteuerprogramm 34 zur Steuerung der Geschwindigkeit des Schlittens 12, während sich die Figuren 3D und 3E auf typische Druckoperationen beziehen, die bei Drahtmatrixdruckern durchzuführen sind. Die zuvor erwähnten Operationsschleifen und Schleifenfaktoren sind in den Figuren 3D und 3E gezeigt. Es wird daran erinnert, daß diese Operationsschleifen festgelegt sind, so daß die gleichen Zeitperioden (Schleifenfaktoren) oder ein Vielfaches davon entstehen. Beispielsweise zeigt ein Schleifenfaktor von zwölf an, daß die spezielle Schleife zweimal so lang als eine Operationsschleife mit dem Schleifenfaktor sechs ist und daß der Schleifenfaktor sechs die kürzestete Zeit ist, in der eine Operationsschleife durchgeführt werden kann. Jedesmal wenn eine Operationsschleife vollständig ist, wird der Zeitgabezähler (Speicherwort SPED in dem

8. November 1978

909826/0823

Speicher 60) um den zugehörigen Schleifenfaktor verringert. Dadurch ist der Zählwert des Zeitgabezählers am Ende einer Periode zwischen aufeinanderfolgenden Unterbrechungs- oder CHAR-Signalen ein Maß für den Zeitablauf, der zwischen diesen Signalen auftritt.

Ein Beispiel der verschiedenen Werte, die in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet werden, machen das Verfahren der Geschwindigkeitssteuerung verständlicher. Wie bereits früher darauf hingewiesen wurde, ist die Erregungsperiode für den Motor fixiert und die Entregungsperiode des Motors 22 wird durch den Modulator 38 moduliert und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Geschwindigkeit des Schlittens größer oder kleiner als eine aufrecht zu erhaltende gewünschte Nominalgeschwindigkeit ist.

Die Erregungsperiode für den Motor 22 wird durch einen fest verdrahteten Acht-Bit-Binärzähler 168 (Fig. 2A) festgelegt. Dieser ist mit einer Gruppe von Eingangsklemmen des Multiplexers H2-J2 verbunden. Wenn das Flip-Flop K3 zurückgesetzt wird, so wird der Binär-zähler 168 an den Zähler H3-J3 angeschaltet und nach 87 0 2-Taktimpulsen bewirkt der von dem Zähler H3-J3 kommende Endzählwert ein Umschalten des Flip-Flops K3. Dieser Endzählwert wird von dem Anschluß 15 des Zählers J3 geliefert. Durch die Umschaltung des Flip-Flops K3 wird die Erregungsperiode beendet und der Multiplexer H2-J2 veranlaßt die Daten über die Entregungsperiode für den Motor 22 zu akzeptieren. Die erste Ausgabe des Pflichtzyklussteuerwortes

8. November 1978

909826/0623

oder der PCO-Zählung im Schritt 62 in Fig. 3A ist ein Acht-Bit-Binär-Zählwert von 29. Der Binärzählwert von 29 wird in den Zähler H3-J3 über den Multiplexer H2-J2 eingegeben und nach 226 0 2-Impulsen bewirkt der Endzählwert des Zählers H2-J2 ein Umschalten des Flip-Flops K3. Dadurch wird die Entregungsperiode beendet und der Multiplexer H2-J2 nimmt die Daten für die Erregungsperiode an. Während sich der Schlitten 12 von dem Ruhepositionssensor 50 (Fig. 1) wegbewegt, treten abwechselnd verschiedene Erregungs- und Entregungszyklen für den Motor 22 auf. Sobald ein Signal von dem Ruhe-Positionssensor 50 anzeigt, daß sich der Schlitten 12 und somit der Druckkopf 14 von der Ruheposition wegbewegt haben, wird ein zweites Pflichtzyklussteuerwort an den Modulator 38 gegeben, wodurch der vorangehend beschriebene Ablauf wiederholt wird. Das zweite Pflichtzyklussteuerwort zur Steuerung der Entregungsperiode für den Motor 22 wird in dem Schritt 76 in Fig. 3A ausgegeben und besteht aus einem Acht-Bit-Binärwert von 31. Das erste Pflichtzyklussteuerwort wird für die Anlauffunktion des Schlittens 12 verwendet, durch die der Schlitten 12 in Bewegung gesetzt wird. Das zweite Pflichtzyklussteuerwort dient zur Bewegung des Schlittens 12 auf annähernd Nominalgeschwindigkeit. Falls es nötig ist, wird das zweite Pflichtzyklussteuerwort geändert und zwar um Eins erhöht oder um Eins erniedrigt in Abhängigkeit davon, ob sich der Schlitten 12 schneller oder langsamer als die Nominalgeschwindigkeit bewegt.

8. November 1978

909826/0623

Der Wert, der die Nominalgeschwindigkeit darstellt und mit der momentanen Ist-Geschwindigkeit des Schlittens 12 verglichen wird, ist ein Acht-Bit-Binärwert von 97. Der Zeitgabezähler beginnt zu arbeiten, indem in diesem ein Binärwert von 127 geladen wird. Dieser wird um den Schleifenfaktor der jeweils zugehörigen Operationsschleife reduziert, wie in den Figuren 3D und 3E gezeigt ist.

D.h., bewegt sich der Schlitten zu schnell, so wird der Zeitgabezähler 29 durch neunundzwanzig oder weniger Schleifenfaktoren (zwischen aufeinanderfolgende Unterbrechungs- oder CHAR-Signale ) dekrementiert und wenn sich der Schlitten zu langsam bewegt, so wird der Zeitgabezähler um einunddreißig oder mehr Schleifenfaktoren dekrementiert. Daraus ergibt sich, daß bei einer zu schnellen Bewegung des Schlittens ein vorhandener Geschwindxgkeitszählwert von 98 mit dem Nominalgeschwindigkeitswert von 97 (wie in Schritt 82 von Fig. 3B verglichen wurde). Dadurch wird angezeigt, daß die Geschwindigkeit des Schlittens 12 über der gewünschten Nominalgeschwindigkeit liegt. Wenn der aus der unmittelbar vorangegangenen Periode abgeleitete Geschwindigkeitszählwert 97 betrug (wie in dem Schritt 70 von Fig. 3A gespeichert), so erfolgt eine Prüfung der Tendenz der Geschwindigkeit (wie im Schritt 84 von Fig. 3A geprüft wurde). Eine solche Prüfung wird anzeigen, daß die Geschwindigkeit des Schlittens 12 ansteigt, zusätzlich zu der bereits über der gewünschten Normalgeschwindigkeit liegenden Ist-Geschwindigkeit.

8. November 1978

909826/0623

Konsequenterweise muß nun das Pflichtzyklussteuerwort (PCO-Zählung) in dem Schritt 86 in Fig. 3B kleiner gemacht werden. Unter weiterer Berücksichtigung des Beispiels wurde das zweite festgelegte Pflichtzykluswort, das den Binärzählwert von 31 enthält, um den Wert Eins verkleinert, so daß der neue PCO-Zählwert gleich dem Binärzählwert von 30 ist. Der binäre Zählwert 30 wird anschließend dem Modulator 38 zugeführt, wie bereits im vorangehenden beschrieben wurde, so daß die Entregungsperiode für den Motor 22 verlängert wird und die Geschwindigkeit des Schlittens 12 verringert und der gewünschten Nominalgeschwindigkeit näher kommt. Der soeben erhaltene Geschwindigkeitswert von 98 wird in dem Schritt 70 von Fig. 3A gespeichert um den unmittelbar vorangehenden Geschwindigkeitswert von 97 zu ersetzen, der in dem Schritt 84 von Fig. 3 verwendet wurde. Das neue Pflichtzyklussteuerwort oder die PCO-Zählung wird in dem Speicher 60 in Schritt 88 von Fig. 3 gespeichert und in der nächsten Geschwindigkeitsberechnung und -einstellung verwendet, die nach jeweils zwölf Unterbrechungssignalen bzw. CHAR-Impulsen auftritt. Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, daß eine Abnahme des PCO-Wertes erfolgt, wenn über den Modulator 38 bewirkt wird, daß die Dauer der Entregungsperiode für den Motor 22 erhöht wird und dadurch die Geschwindigkeit des Schlittens 12 sich verringert. Desweiteren geht aus der vorangehenden Beschreibung hervor, daß ein Ansteigen des PCO-Wertes eine Abnahme der Dauer der Entregungsperiode bewirkt, wodurch die Geschwindigkeit des Schlittens 12 erhöht wird und daß eine Konstanthaltung des PCO-Wertes auch die Dauer der Entregungsperiode unverändert läßt, so daß sich

8. November 1978

909826/0623

die Geschwindigkeit nach der Geschwindigkeit der vorangehenden Geschwindigkeitsbewertungsperiode richtet und der Wagen somit weder beschleunigt noch gebremst wird. Es ist ersichtlich, daß bei einer gleichbleibenden Erregungsperiode für den Motor 22 bei einer Verkürzung der Entregungsperiode der Motor 22 den Schlitten 12 schneller auf eine Geschwindigkeit bringt im Vergleich zu größeren Entregungsperioden. Obwohl in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Entregungsperioden für den Motor 22 moduliert werden, versteht es sich, daß das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip auch so angewendet werden kann, daß die Erregungsperioden für den Motor 22 moduliert werden und mit konstanten Entregungsperioden gearbeitet wird.

Wie bereits erwähnt wurde, enthalten die Schritte in den Figuren 3D und 3E normale Verarbeitung sschritte, die durch den Schritt 80 in Fig. dargestellt sind. Diese Schritte beziehen sich auf die Durchführung von herkömmlichen Druckfunktionen, die für Drahtmatrixdruckköpfe benötigt werden, wenn sich der Druckkopf, z.B. der Druckkopf 14 in Bewegung befindet. Diese Schritte sind jedoch ebenfalls als Operationsschleifen dargestellt, die die gleichen Basismaschinenteilzyklen (Schleifenfaktoren) oder ein Vielfaches davon aufweisen. Beispielsweise bewirken die in den Figuren 3D und 3E gezeigten Operationsschleifen die Durchführung zugeordneter Druckfunktionen und die kürzesten Maschinenzeitzyklen für die verschiedenen Schleifen werden als Basismaschinenzeitzyklen bewertet. Die verbleibenden Zyklen, die keine Basismaschinenzykluszeit aufweisen, werden

8. November 1978

909826/0623

2848913

entweder neu organisiert oder durch Hilfsoperationen so behandelt, daß sie in den Maschinenzeitzyklus oder in ein Vielfaches davon hineinfallen. So hat beispielsweise die Operationsschleife zwischen den Schritten 152 und 154 in Fig. 3E einen Maschinenzeitzyklus (für den Prozessor) von 43 MikrοSekunden. Dies stellt den kleinsten Maschinenzeitzyklus, d.h. den Basismaschinenzeitzyklus dar. Es wurde ein Schleifenfaktor von 6 bezogen auf diesen Basismaschinenzyklus verwendet, wodurch die Behandlung der verschiedenen Schleifenfaktoren für die verschiedenen Operationsschleifen erleichtert wurde, da diese mit Schleifenfaktoren arbeiten, die ganze Zahlen sind. Alle anderen Operationsschleifen sind in dem vorangehenden Sinne zeitgleich oder weisen ein Vielfaches von der genannten Zeit auf. Mit anderen Worten, jede Operationsschleife (Gruppe von Operationsschritten) korrespondiert mit einer ganzzeiligen Anzahl von Zeiteinheiten. Beispielsweise beträgt der Schleifenfaktor für den Schritt 120 von Fig. 3D das 1,5fache des Basismaschinenzeitzyklus (Schleifenfaktor 6). Mit anderen Worten, dieser Schleifenfaktor stimmt mit der neunfachen Zeiteinheit überein. Abgesehen von der Wahl der verschiedenen Zykluszeiten für die Operationsschleifen sind die in den Figuren 3D und 3E gezeigten Operationsschleifen in herkömmlicher Weise aufgebaut. Sie werden deshalb nur kurz beschrieben.

In dem Schritt 120 in Fig. 3D gibt das allgemeine Programm 32 an was auf einen zu bedruckenden Bereich gedruckt werden soll. Der Zeitgabezähler wird dann um den Schleifenfaktor reduziert, d.h. um neun. Der Schritt "dekrementiere den Zeitgabezähler um den Schleifenfaktor" wird im folgenden als DTCBLF bezeichnet. In dem Schritt 122 wird die Frage gestellt:

8. November !978 909826/0623

"Gibt es irgend etwas zu drucken?". Lautet die Antwort "Ja", so führt das Programm 3 4 den Schritt 124 durch, bei dem die Frage gestellt wird: "Ist das das Ende des Druckfeldes?". Lautet die Antwort "Nein", so führt das Programm 34 den Schritt 128 durch und der Schritt DTCBLF wird durchgeführt. In dem Schritt 128 wird ein zu druckendes Zeichen angeboten und die spezielle Druckposition entlang der Walze 10 wird in dem Schritt 130 angegeben. In dem Schritt 132 wird die Frage gestellt: "Ist in dem Zeichen eine Verschiebung?". Dies bezieht sich lediglich auf das Format des Zeichens, beispielsweise auf eine Standardschrift oder auf japanische Schriftzeichen. Lautet die Antwort in dem Schritt 132 "Nein", so führt das Programm 34 den Schritt 134 durch, der sich auf die Berechnung bezieht, die die Auswahl der Zeichen betrifft, beispielsweise japanische Schriftzeichen, Standardschriften oder ähnliche, die gedruckt werden sollen. In Schritt 136 wird ein herkömmlicher Algorithmus zur Auswahl des entsprechenden Druckmusters für die zu bedruckende Spalte verwendet und im Schritt DTCBLF erfolgt die Durchführung. In Schritt 138 muß die Frage: "Ist der Druck vergrößert?" bewertet werden. Ein größerer Druck kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß das Druckbild zweimal so breit ist wie das normale Druckbild. Im Schritt 138 wird auch der Schritt DTCBLF ausgeführt. Lautet die Antwort in dem Schritt 138 "Ja", so geht das Programm 34 zu einer größeren Druckroutine (diese ist durch den Block in Fig. 3D angedeutet). Da ein größeres Druckbild bzw. eine Routine dafür in herkömmlicher Weise möglich ist, ist dieser Punkt für die Erfindung nicht wesentlich und wird somit nicht im Detail beschrieben. Lautet die Antwort im Schritt 138 "Nein", so führt das

8. November 1978 g_O9826/O623

Programm 34 den Schritt 142 in Fig. 3E durch, wo das zu druckende Bild in einem Druckpufferspeicher, der dem Prozessor 30 zugeordnet ist, gespeichert wird und der Schritt DTCBLF wird ebenfalls durchgeführt. In dem Schritt 144 wird die Frage gestellt: "Ist das das letzte Bild des Zeichens?". Lautet die Antwort "Nein", so wird der Schritt 142 wiederholt und lautet die Antwort "Ja", so geht das Programm 34 zu dem Schritt 146, in dem die Frage gestellt wird: "Ist der Storzeitgabezähler abgelaufen?" und der Schritt DTCBLF wird ausgeführt. Falls der Storzeitgabezähler abgelaufen ist, bedeutet dies, daß eine Störung aufgetreten ist, durch die eine Bewegung des Schlittens 12 verhindert wird. Deshalb wird eine Störroutine, die durch den Block 148 angedeutet ist, eingesetzt, die bis zur Behebung des Fehlers alles sperrt. Lautet die Antwort in dem Schritt 146 "Nein", so führt das Programm 34 den Schritt 150 durch, in dem die Frage gestellt wird: "Befindet sich der Druckkopf 14 in der richtigen Druckspalte?" und der Schritt DTCBLF wird durchgeführt. Zu dieser Zeit wird der Druckkopf 14 an der Walze 10 entlangbewegt und wenn er die entsprechende Druckspalte noch nicht erreicht hat, wird der Schritt 146 wiederholt. Die ünterbrechungs- oder CHAR-Signale von der Geschwindigkeitsabfühlvorrichtung 40 werden zur Bestimmung der richtigen Druckposition verwendet. Kommt die Antwort "Ja" im Schritt 150, so stellt sich die Frage "Besitzt der Druckkopf 14 den geeigneten Erregungsimpuls für dieses Zeichen?". Diese Frage wird in dem Schritt 152 gestellt. Lautet die Antwort "Nein", so wird im Schritt 154 geprüft, ob der Störzeitgeber abgelaufen ist, d.h. ob eine Störung aufgetreten ist. Liegt in dem Schritt 154 keine Störung vor, so wird der Schritt 152 wiederholt bis die Antwort "Ja"

909826/0623

8. November 1978

kommt. Kommt in dem Schritt 154 die Antwort "Ja", so springt das Programm 34 (im Schritt 156) in die Störroutine in dem zuvor erwähnten Schritt 148. Kommt in dem Schritt 152 die Antwort "Ja", wird in dem Schritt 158 das in die entsprechende Druckspalte zu druckende Bild ausgegeben und den zugeordneten Elektromagneten 42 (Fig. 1) des Druckkopfes 14 zum Drucken der vertikalen Spalte aus einzelnen Punkten für das entsprechende zu druckende Zeichen zugeführt. Im Schritt 160 ist die Frage zu bewerten: "Ist das das letzte Bild oder die letzte vertikale Spalte aus Punkten für dieses Zeichen". Lautet die Antwort "Nein" im Schritt 160, so geht das Programm 3 4 zu dem Schritt 150 und wiederholt die dem Schritt 150 folgenden Schritte solange, bis die Antwort im Schritt 160 "Ja" lautet, wonach das Programm den Schritt 122 in Fig. 3D ausführt. Falls es in dem Schritt 122 nichts mehr zu drucken gibt, geht das Programm 34 zu dem Block 126, der eine Routine enthält, mit der der Druckkopf 14 in die Ruheposition zurückgeholt werden kann. Diese Routine ist in Fig. 3F gezeigt.

Im Schritt 162 in Fig. 3F wird der Motor 22 abgeschaltet und für die Rückkehr des Druckkopfes in die Ruheposition (in der Nähe des Ruhepositionssensor 50 in Fig. 1) vorbereitet. In dem Schritt ist ein Vierzig-Sekunden-Verzögerungsglied wirksam, mit dessen Hilfe die mit den Motorantriebsschaltungen zusammenarbeitenden Leistungstransistoren gekühlt werden, so daß deren Zerstörung vermieden wird. Im Schritt 164 wird ein Pflichtzyklussteuerwort für die "Aus"-Periode zur Umkehrbewegung des Druckkopfes 14 ausgegeben und dem Modulator 38 zugeführt, was vorangehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Vor-

8. November 1978 9Q9826/0623

wärtsbewegung erläutert wurde. Das Pflichtzyklussteuerwort für die Umkehrung ist jedoch ein Acht-Bit-Binärwert von 40.Der Binärwert von 40 erzeugt eine kürzere Entregungsperiode verglichen mit der Periode zur Bewegung des Schlittens in Vorwärtsrichtung wodurch der Schlitten 12 bei einer Bewegung in Rücklaufrichtung schneller bewegt wird und die Nominalgeschwindigkeit bzw. der Nominalgeschwindigkeitswert, der zu Vergleichszwecke bei der Bewegung in Rückwärtsrichtung verwendet wird, ist in dem Schritt 166 gesetzt und besteht aus Acht-Bit-Binärwert von 126. Der Zeitgabezähler, der Fehlerzähler und das Tendenzwort werden in dem Schritt 166 zurückgesetzt. In dem Schritt 168 wird der Motor 22 eingeschaltet und er bewegt den Schlitten in Rückwärtsrichtung zu der Ruheposition. Auch bei dem Rücklauf des Schlittens erzeugt der Modulator 38 abwechselnd Erregungsperioden und Entregungsperioden in der vorangehend beschriebenen Weise. In dem Schritt 170 wird die Frage gestellt: "Befindet sich der Druckkopf 14 in der Ausgangsposition?". Der Zeitgabezähler wird um den Schleifenfaktor 6 bei einer jeden Wiederholung des Schrittes 170 verringert. In dem Schritt 170 in Fig. 3F wird die Zeit ermittelt, die zwischen drei aufeinanderfolgenden CHAR-Signalen verstreicht. Dadurch wird die Ist-Geschwindigkeit des Schlittens bei der Bewegung zur Ruheposition ermittelt.

Wenn sich der Schlitten 12 rückwärts in Bewegung setzt, wird ebenfalls beim Vorbeilauf an einem Schlitz im Zeitgabestreifen 48 ein CHAR-Signal erzeugt, das gezählt wird. Sobald ein Unterbrechungs-Signal oder ein CHAR-Signal empfangen wird, wird die

8. November 1978

909826/0623

in Fig. 3G gezeigte Unterbrechungsroutine eingeleitet. Im Schritt 176 werden der Fehlerzähler und ein Unterbrechungs-Flip-Flop gesetzt. Das Unterbrechungs-Flip-Flop wird von dem Prozessor 30 zur Anzeige eines Unterbrechungsmodus bei der Geschwindigkeitsbewertung- und Einstellverarbeitung verwendet. Im Schritt 178 wird der Unterbrechungszähler um Eins dekrementiert, so daß in dem zuvor beschriebenen Beispiel noch der Wert 11 vorhanden ist. Im Schritt 180 wird festgestellt, daß dies nicht der zwölfte Unterbrechungsimpuls ist, so daß das Programm 34 mit der Durchführung des Schrittes 182 beginnt. In diesem Schritt wird der in dem Zeitgabezähler gespeicherte momentane Ist-Geschwindigkeitswert gespeichert, wie dies auch in dem Schritt 70 von Fig. 3A der Fall war. Im Schritt 184 wird der Zeitgabezähler zurückgesetzt und im Schritt 186 fährt das Programm 34 zu dem Schritt 170 von Fig. 3F zurück, wo es bis zum Auftritt eines anderen Unterbrechungs- oder CHAR-Signals verbleibt. Beim Auftreten des nächsten CHAR-Signals springt das Programm 3 4 auf den Schritt 176 von Fig. 3G, wo in der soeben beschriebenen Weise der Vorgang bis zum Auftreten des zwölften Unterbrechungsimpulses, der in dem Unterbrechungszähler im Schritt 180 von Fig. 3G aufgezeichnet ist, wiederholt wird. Beim Empfang des zwölften Unterbrechungsimpulses im Schritt 180 springt das Programm 34 zu dem Block 188 von Fig. 3G, wo ein Sprung zu dem Schritt 82 von Fig. 3B des Geschwindigkeitssteuerprogramms vorgenommen wird, wodurch mit der Verarbeitung der aufeinanderfolgenden Schritte in der bereits beschriebenen Weise fortgefahren wird und die Relationen zur Steuerung der Geschwindigkeit des Schlittens 12 in Vorwärtsrichtung ermittelt werden. Von dem Schritt von Fig. 3B kehrt das Programm 34 zu dem Schritt 64

8. November 1978

909826/0623

2848310

von Fig. 3A zurück und führt den Schritt 78 aus. Da die Geschwindigkeit des Schlittens 12 gerade ermittelt und eingestellt (falls nötig) wurde, wird ein weiteres zwölftes Unterbrechungssignal im Schritt 78 in Fig. 3A nicht auftreten. Somit wird das Programm 34 mit der Überarbeitung des Blocks 80 in normalen Programmschritten beginnen. In diesem Fall erfolgt ein Rückkehr zu dem Schritt 170 zur Printerruhe-bzw. Ausgangspositions— routine von Fig. 3F. Jedesmal wenn das Programm 34 durch eine Unterbrechung oder durch ein CHAR-Signal abgebrochen wird, kehrt das Programm 32 zu dem speziellen Schritt oder Speicherstelle zurück, bei dem die Unterbrechung aufgetreten ist. Wenn der Schlitten 12 in die Ruheposition zurückbewegt wird, erfolgt eine fortlaufende überprüfung seiner Geschwindigkeit und gegebenenfalls eine Geschwindigkeitsregelung beim Auftreten eines jeden zwölften CHAR-Signals. Dieser Vorgang wird abgebrochen, wenn durch den Ruhepositionssensor 50 angezeigt wird, daß sich der Schlitten 12 im Schritt 170 von Fig. 3F in seiner Ruheposition befindet. Danach wird im Schritt 172 der Motor 22 abgeschaltet und im Schritt 174 kehrt das Geschwindigkeitssteuerprogramm 34 zurück zur Steuerung des allgemeinen Programms 32 durch das andere Operationen ausgeführt werden, die in diesem Zusammenhang nicht wesentlich sind.

8. November 19 78 909826/0623·

Anschließend wird nochmals auf die Figuren 2A und 2B Bezug genommen. Das Teil F des Modulators 38 ist ein herkömmliches Eingangs/Ausgangs-Anschlußstück und besteht aus einem Acht-Bit-Verriegelungskreis mit drei-Stufen Ausgabepuffern mit Steuerungen und Vorrichtungsselektionslogikanordnungen, mit denen alle wesentlichen peripheren und Eingabe/Ausgabefunktionen eines Mikrocomputersystems eingesetzt werden können. Das Zurücksetzsignal wird, von dem Druckersteuerkreis 38 kommend, dem Stift 14 des Anschlußteils F und dem Bereichsauswahl(PS)-Kreis zugeführt. Die I/O WR (schreiben) Signale von dem Mikroprozessor 30 gelangen an die Stifte 1-13 des Anschlußstückes F und werden zur übertragung der Daten von dem Mikroprozessor 30 zu dem Teil über die drei-Stufen Datensammelleitung DBO;DB7 verwendet. Der Stift 2 des Teils F ist mit einer positiven Spannungsquelle über einen 1000-Ohm Widerstand R3 verbunden. Der Ausdruck NC ist in den Figuren 2A und 2B für Leerstellen verwendet und bezeichnet verschiedene Stifte der gezeigten Schaltungen.

Der Zwischenkreis 36 in Fig. 1 ist von konventioneller Bauart und im Zusammenhang mit der hier beschriebenen Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Er besteht aus Standardbausteinen und ermöglicht eine Kommunikation des Prozessors 30 mit ausgewählten Elementen um eine Datenübertragung zu und von dem Prozessor 30 weg zu ermöglichen. Die Leitung vorwärts/rückwärts zu dem Motortreiber 26 in Fig. 1 ist als separate Leitung dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß eine Zuführung ähnlich der Zuführung F verwendet werden kann um diese Daten über die Datensammelleitung DB0-DB7 zu der Motortreiberschaltung 26

909826/0623

8. November 1978

durch Auswahl geeigneter Zuführungen zu übertragen.

Jeder der Multiplexer H2 und J2 (Fig. 2A) ist ein "Quadrat" aus zwei Eingangsdigitalmultiplexerschaltungen. Der Q-Ausgang von dem Stift 6 des Flip-Flops K3 (Fig. 2B) ist mit dem Stift 1 des Multiplexers H2 und dem Stift 1 des Multiplexers J2 verbunden, so daß die Daten ausgewählt werden können, die in der vorangehend beschriebenen Weise übertragen werden sollen.

Jeder der Zähler H3 und J3 (Fig. 2B) wird durch die allgemeine Rücksetzbedingung zurückgesetzt, was in der vorangehenden Beschreibung erwähnt wurde und wird bei einem 0 2-Takt inkrementiert, der an den zugeordneten Stift 2 angelegt wird. Der 0 2-Takt wird von einem herkömmlichen Inverter 1-1 geliefert, der ein 0 2-Taktsignal von 1,42 MHz von der Printersteuereinheit 28 empfängt. Der Stift 15 des Zählers H3 ist mit dem Stift 7 und mit dem Stift 10 des Zählers J3 verbunden und die Parallelaktivierungsstifte 9 von diesen beiden Zählern sind miteinander fest verdrahtet. Der Endzählwert (TC) Ausgang (Stift 15) des Zählers J3 wird dem J-Eingang (Stift 2) des Flip-Flops K3 zugeführt. Der TC-Ausgang des Zählers J3 ist mit einem konventionellen Inverter 1-2 mit dem K-Eingang (Stift 3) des Flip-Flops K3 verbunden. Der S-Eingang (Stift 5) des Flip-Flops K3 liegt über einem 1K-0hm Widerstand R2 an einer 5 Volt Spannungsquelle. Der Q-Ausgang (PLSWDON) vom Stift 7 des Flip-Flops K3 wird in einem Inverter 1-3 in herkömmlicher Weise invertiert und wird als invertiertes PLSWDON-Signal der

8. November 1978

909826/0623

Motortreiberschaltung 26 zugeführt. Der Ausgang des Inverters 1-3 ist über einen Widerstand von 2K-Ohm mit einer 5 Volt Spannungsquelle verbunden. Der 0 2-Takt gelangt über einen weiteren Eingang (Stift 4) an das Flip-Flop K3. Die verschiedenen Schaltungen in den Figuren 2A und 2B haben die gezeigten Spannungs(V) - und Masseverbindungen.

8. November 1978

909826/0623

Claims

/!848

NCR CORPORATION Dayton, Ohio (V.St.A.)

Patentanmeldung

Unser Az.: Case 2611/GER

Patentansprüche:

1 .) Antriebssystem zur Steuerung der Bewegung eines Gliedes mit Antriebsmitteln für das bewegbare Glied, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (22, 26) durch abwechselnde Erregungsperioden und Entregungsperioden gesteuert werden, daß Steuermittel (28, 36, 38) periodisch eine erste Zählung erzeugen, die von der Geschwindigkeit des bewegbaren Gliedes (14) abhängt und die eine zweite Zählung durchführen, durch die das Verhältnis zwischen den Entregungs-/Erregungsperioden moduliert wird, so daß die Geschwindigkeit des bewegbaren Gliedes (14) gesteuert wird, daß in den Steuermitteln der Wert der ersten Zählung mit einem vorbestimmten Wert, der einer gewünschten Nominalgeschwindigkeit für das genannte bewegbare Glied zugeordnet ist, verglichen wird und daß ein Vergleich des letzten Wertes der ersten Zählung mit dem unmittelbar vorangehenden Wert der ersten Zählung durchgeführt wird, durch den festgestellt wird, ob das bewegbare Glied beschleunigt oder verlangsamt wird und daß in Abhängigkeit von diesen Vergleichen die zweite Zählung so verändert wird, daß eine Reduzierung des Unterschiedes zwischen der tat-

8. November 1978

9 0 9 8 2 6/0823 ORIGINAL INSPECTED

tatsächlichen und der gewünschten Geschwindigkeit des bewegbaren Gliedes erfolgt, wobei die zweite Zählung

nicht verändert wird, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit höher als die gewünschte Geschwindigkeit ist und das bewegbare Glied gebremst wird oder wenn die tatsächliche Geschwindigkeit niedriger als die gewünschte Geschwindigkeit ist und das bewegbare Glied beschleunigt wird.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Generator (40), in dem aufeinanderfolgende Signale erzeugt werden, die aufeinander folgenden gleichen Bewegungsinkrementen des bewegbaren Gliedes (14) zugeordnet sind und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel die Durchführung einer Gruppe von Operationsschritten steuern, wobei jede Gruppe der Operationsschritte in einer vorbestimmten Zeitperiode ausgeführt wird und jede Gruppe mit einer ganzzahligen Zeiteinheit korrespondiert und daß die erste Zählung mit der Gesamtzahl der Zeiteinheiten der Gruppen von Operationsschritten übereinstimmt, die während der Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen auftreten.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (28, 36, 38) einen Zähler zum Zählen der genannten aufeinanderfolgenden Signale enthält und daß die Steuermittel die Vergleiche als Antwort auf die genannte Zählung des Zählers von einer vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Signalen ausführt.

8. November 1978

9uJ326/0623

4. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (28, 36, 38) einen Speicher (60) enthalten in dem jede erste Zählung gespeichert wird, so daß der jeweils letzte Zählwert mit dem unmittelbar vorangegangenen Zählwert verglichen werden kann.

5. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (28, 36, 38) die genannte zweite Zählung um Eins berichtigen, wenn ein Vergleich zeigt, daß die tatsächliche Geschwindigkeit höher als die gewünschte Geschwindigkeit ist und das bewegbare Glied (14) beschleunigt wird oder wenn die tatsächliche Geschwindigkeit kleiner als die gewünschte Geschwindigkeit ist und das bewegbare Glied abgebremst wird.

6. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (28, 36, 38) die Entregungsperioden für die Antriebsmittel (22, 26) modulieren.

7. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (28, 36, 38) ein Flip-Flop (K3) enthalten, das einem Zähler (H3-J3) zugeordnet ist und der alternierend durch einen Multiplexer (H2-J2) auf die genannte zweite Zählung und auf einen vorbestimmten dritten Zählwert gesetzt wird und daß,wenn das Flip-Flop von dem zugeordneten Zähler einen Endzählwert empfängt, der dem dritten Zählwert zugeordnet ist, seinen Zustand ändert und dadurch den Multiplexer veranlaßt, den zugeordneten Zähler auf den zweiten Wert zu setzen und daß

8. November 1978

Si ■_· .. c il ο / ubiJ

das Flip-Flop beim Empfang eines Endzählwertes von dem zugeordneten Zähler wiederum seinen Zustand ändert und dadurch den Multiplexer veranlaßt, daß dieser den zugeordneten Zähler auf den dritten Zählwert setzt und daß aufeinanderfolgende Zustandswechsel des Flip-Flops aufeinanderfolgende Erregungs- und Entregungsperioden für die Antriebsmittel (22, 26) beenden.

8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (28, 36, 38) so aufgebaut sind, daß ein Endzählwert, der der zweiten Zählung zugeordnet ist, die Entregungsperiode für die genannten Antriebsmittel (22, 26) beenden und daß ein Endzählwert, der einer dritten Zählung zugeordnet ist, die Erregungsperiode der genannten Antriebsmittel beendet.

9. Drucker mit einem bewegbaren Druckkopf und einer Walze, gekennzeichnet durch ein Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Antrieb eines Druckkopfes (14) entlang der genannten Walze (10) zur Steuerung der Geschwindigkeit des Druckkopfes bezogen auf eine gewünschte Nominalgeschwindigkeit.

10. Druckvorrichtung nach Anspruch 9 mit einem Matrixdruckkopf, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebssystem nach Anspruch 2 vorgesehen ist, daß die Operationsschritte Operationen enthalten, die auf das Format von zu druckenden Daten abgestellt sind und daß die Betätigung der Druckkopfansteuerung (42) mit einer Druckmatrix übereinstimmt.

8. November 1978

909826/0623