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L'invention concerne les machines ou appareils utilisés pour re - produire sur une pièce le profil, la forme ou le contour d'un modèle, dans lesquelles un outil travaillant la pièce se déplace en synchronisme avec un détecteur se déplaçant sur la surface du modèle, le but étant de fournir un dispositif perfectionné pour conjuguer les mouvements respectifs du détec- teur et de l'outil.
Un appareil suivant l'invention comprend un support pour la pièce à travailler, un support pour un dessin de modèle représentant le contour qu'on désire reproduire sur la pièce, ce contour étant tracé d'une manière contrastante avec le fond du dessin, une tête comprenant en combinaison un détecteur destiné à explorer le dessin et un outil destiné à se déplacer sur la pièce, des moteurs pour effectuer les déplacements relatifs entre le dessin et la tête combinée respectivement, dans deux directions perpendicu- laires l'une à l'autre,
le détecteur comprenant un dispositif émettant des signaux distinctifs des variations dans l'effet contrastant du contour du dessin et un dispositif' sensible à ces signaux pour actionner un des moteurs ou tous les deux suivant la nécessité pour reproduire dans la position de l'outil par rapport à la pièce le déplacement du détecteur par rapport au contour qui a provoqué les signaux.
Le pièce et le modèle sont de préférence montés sur des supports fixes, la tête portant le détecteur et l'outil étant mobile, mais il est bien entendu que l'invention s'étend à une disposition dans laquelle la tête est fixe tandis que la pièce et le modèle sont mobiles.
Les signaux émis par le détecteur peuvent être produits soit photoélectriquement soit électromagnétiquement. Dans le premier cas, il faut que la couleur du contour du dessin contraste avec le fond de manière que la quantité de lumière qu'il réfléchit puisse être mesurée photo- électriquement et l'invention prévoit dans le détecteur plusieurs systèmes optiques comprenant respectivement des cellules photoélectriques disposées quadratiquement de sorte que chacune d'elle est excitée par la lumière réfléchie par une partie différente du contour du dessin, le montage étant tel que l'effet résultant d'un déplacement relatif du détecteur par rapport au contour du dessin produit un état de déséquilibre entre les circuits des cellules qui provoque l'émission d'un signal qui, une fois convenablement amplifié,
actionne le moteur pour ramener le détecteur et par conséquent 1' outil dans une position pour laquelle le déséquilibre est corrigé. De cette manière, le détecteur et l'outil sont commandés de manière à suivre le contour du dessin qui est ainsi reproduit sur la pièce à travailler.
Lorsque les signaux du détecteur sont produits électromagnétiquement, le contraste du contour du dessin avec le fond est obtenu en traçant le contour au moyen d'un produit magnétique sur un fond non magnétique, par exemple par un trait d'encre contenant une poudre métallique en suspension ou bien un trait tracé avec une substance adhésive qui est ensuite saupoudrée avec une poudre magnétique ou encore au moyen d'une plume magnétique sur uns surface imprégnée d'une substance magnétique. Dans ce cas, le détecteur comprend un montage quadratique de quatre bobines de champ dans lesquelles les courants sont modifiés par l'effet électromagnétique de l'exploration du contour du dessin, les intensités relatives des courants dépendant de la proximité relative des bobines respectives du contour.
Des relais ou des lampes montés pour actionner les moteurs commandant les positions relatives du détecteur (et de l'outil) et du contour du dessin, peuvent être actionnés sélectivement par ces courants, les bobines étant en équilibre lorsque tous les signaux sont égaux en intensités et un déséquilibre dü au déplacement du détecteur par rapport au'contour du gabarit étant utilisé pour mettre en action les moteurs pour ramener le détecteur dans une position pour laquelle les courants dans les bobines sont d'égales intensités.
Une forme d'appareil incorporant l'invention, dans lequel les signaux émis par le détecteur et transmis au mécanisme de commande de l'outil sont produits photoélectriquement, est décrite ci-dessous et représentée sur les dessins annexés, dans lesquels :
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la Fig. 1 est une élévation de face de l'appareil; la Fig. 2 est une vue en perspective et partiellement en coupe de celui-ci; la Fig. 3 est une coupe verticale du détecteur; la Fig. 4 est un schéma représentant à plus grande échelle le trait du dessin vu du détecteur;
la Fig. 5 est un schéma des circuits en pont commandés par le système photoélectrique du détecteur, et la Fig. 6 est un schéma simplifié du circuit électrique de commande qui utilise les signaux émis par les circuits en pont du détecteur pour déclencher et contrôler les actions en réponse des moteurs qui comman- dent le réglage de l'outil.
Les Figs. 1 et 2 montrent que l'appareil comprend un socle 10 portant une table 11 sur laquelle on peut monter la pièce à travailler et la fixer de manière qu'elle puisse être travaillée par un outil 12. Cet outil 12 qui peut être une fraise entraînée par un moteur autonome 121, est monté sur un chariot 13 qui à son tour est monté sur des coulisses 14 qui sont elles-mêmes portées par un second chariot 15. Ce chariot 15 est monté sur des glissières 16 portées par les longerons 17 d'un cadre 171 enfermant l'appareil, la disposition étant telle que l'outil 12 peut être déplacé suivant l'une des directions ou suivant les deux directions respectivement indiquées sur la Fig. 2 par les flèches A et B.
Le déplacement du chariot 13 sur le chariot 15 dans le sens de la flèche A est obtenu par un moteur électrique 18 qui commande un écrou (non représenté) logé dans l'enveloppe 19 et qui coopère avec la vis d'entraînement fixe 20 tandis que le déplacement du chariot 15 sur les longerons 17 dans le sens de la flèche B est obtenu par un moteur électrique 21 qui entraîne un arbre cannelé 22 accouplé par un pignon et une vis sans fin (non représentés) à un arbre transversal 23 monté sur le chariot 15 et pourvu de pignons 24 en prise avec des crémaillères 25 fixées aux longerons 17.
Supporté par des bras 26 qui sont suspendus entre les longerons supérieurs 172 du cadre 171, se trouve un tableau 27 sur la face inférieure duquel est dessiné un contour (désigné par 28 sur la Fig. 2) sur un fond de couleur contrastante, ce contour 28 représentant un dessin de modèle du profil désiré pour la pièce finie.
Le chariot 13 porte un détecteur constitué par une tête optique qui est désignée d'une manière générale par la référence 29 sur les Figs.
1 et 2 et qui est décrite ci-après en détails avec référence au dessin à plus grande échelle de la Fig. 3. Cette tête optique 29 est montée sur un support fixe 291 par rapport auquel elle est susceptible d'être réglée quant à sa position sur le chariot 13, dans une quelconque des trois dimensions ou davantage afin que sa position par rapport à l'outil 12 puisse être réglée au cours de la préparation de la machine.
La Fig. 3 montre que la tête optique comprend un tube 30 pourvu d'une ouverture 31 à son extrémité supérieure, un système de lentilles de mise au point 32 et près de sa base, un réflecteur pyramidal 33. En face de chaque face inclinée de ce réflecteur 33, le tube 30 porte un tube auxiliaire 34 percé d'un trou d'épingle 35 à son extrémité inférieure et qui s'étend radialement par rapport au tube 30 jusqu'à une cellule photoélectrique 36 placée à son extrémité extérieure, cette cellule 36 étant montée sur un support annulaire 37 qui est fixé à l'extérieur du tube 30.
Chaque cellule 36 est protégée par une enveloppe en tôle 38. Des supports 39 faisant saillie d'un côté du tube 30 portent un autre tube 40 pourvu à la base d'une source lumineuse 41 et contenant un condensateur à lentilles 42 et un miroir incliné 43 qui sont disposés de manière qu'un faisceau lumineux émanant de la source 41 soit réfléchi par le miroir 43 à travers une ouverture latérale 44 sur un second miroir incliné 45 qui est monté à la partie supérieure du
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tube' 30 et qui projette le faisceau lumineux vers le haut pour illuminer le trait du dessin 28 sur le tableau 27.
Le système de lentilles 32 perçoit la partie illuminée du trait du dessin 28 et elle en produit une image agrandie qui, s'il n'y avait pas le réflecteur 33, serait située dans le plan X---I. Cependant, le réflecteur
33 a pour effet de disperser de chacune de ses quatre surfaces réfléchis- santes, un quadrant de cette image sur l'écran d'une des quatre cellules pho- toélectrïques 36.
L'image agrandie précitée est représentée sur le schéma de la figure 4 sur lequel la référence 281 désigne une représentation très agran- die du trait du dessin 28 et le cercle P enferme la zone du dessin illumi- née qui est perçue par le système de lentilles 32. Chaque surface réflé- chissante du réflecteur 33 reçoit de la lumière d'un des quatre quadrants délimités par les lignes en croix AC et BD et l'envoie dans la direction d' une des quatre ouvertures 35 dont la grandeur est telle que chaque cellule photoélectrique 36 reçoit la lumière réfléchie par une des quatre zones cir- culaires désignées par ab, bc, cd et da respectivement.
La distance du réflecteur 33 au système de lentilles 32 est de préférence réglable afin de faire varier la zone explorée permettant ainsi à l'instrument de s'accomoder de différentes épaisseurs de trait des contours du dessin. Comme le montre la Fig. 4, les parties extérieures des zones ab et cd ont des proprié- tés réfléchissantes de la lumière différentes de celles des parties dans les limites latérales du trait 281 du dessin 28.
Chaque paire opposée de cellules 36 est incorporée dans un circuit à pont de Wheatstone, comme c'est représenté schématiquement sur la Fig. 5, sur laquelle les cellules 36 qui correspondent aux zones illuminées ab et cd sont respectivement désignées par 361 et 362 tandis que les cellules correspondant aux zones bc et da sont respectivement désignées par 363 et 364. Des alternateurs 46 et 47 fournissent des tensions alternatives Va et Vb qui sont en quadrature de phase aux points E1F1 et E2F2 respectivement des deux circuits à ponts et le point V de chaque pont reçoit une tension de polarisation appropriée pour les paires associées de cellules 361, 362 ou 363, 364.
Lorsque le détecteur 29 occupe une position par rapport au trait du dessin 28 telle que les cellules 36 de chaque paire opposées reçoivent la même illumination des zones ab, cd ou bc, da, les deux ponts sont équilibrés et aucune différence de potentiel n'apparaît entre les bornes G1H1 ou G2H2. Si cependant, l'ouverture 31 de la tête optique 29 est déplacée par rapport au trait du dessin 28 dans le sens indiqué par la flèche Q (Figo 4), les cellules 361 et 362 reçoivent alors des quantités inégales de lumière des zones ab et cd et une tension alternative apparaît aux bornes G1 et Hl dont l'amplitude correspond à la grandeur du déplacement.
Si d'autre part, le déplacement a lieu dans le sens de la flèche R, la tension produite entre les bornes G1 et Hl est en opposition de phases avec celle produite dans le cas du déplacement dans le sens de la flèche Q. Donc, alors que l'amplitude de la tension entre les bornes Gl et Hl donne une mesure de la grandeur du déplacement dans les deux cas, la phase de cette tension indique le sens du déplacement. On décrira ci-dessous la manière de commander les moteurs 18 et 21 pour provoquer les réglages nécessaires de l'outil avec référence au schéma de la Fige 6 sur lequel le circuit à pont des cellules photoélectriques 361 et 362 est représenté par PBA et celui des cellules photoélectriques 363 et 364 par PBB.
Dans le but de faciliter les explications, on supposera qu'ini- tialement un seul pont de cellules photoélectriques donne une tension de sortie. Cette tension, après amplification en A1A est appliquée par un réseau de combinaison CN1 à un second amplificateur A2. La tension amplifiée est alors appliquée au circuit redresseur NC (qui, après une nouvelle amplifica- tion en A3, produit un courant continu proportionnel à l'amplitude de la tension alternative)et aussi à un circuit limiteur LC qui produit une ten-
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sion alternative d'amplitude constante, indépendante (dans de larges limites) de l'amplitude d'entrée.
Le courant continu et la tension alternative sont tous deux introduits dans le circuit de déphasage PSC qui donne à la sortie une tension alternative d'amplitude constante mais de phase variable, le décalage de phase introduit étant approximativement proportionnel à l'amplitude de sortie du pont de cellules photoélectriques PBA.
La sortie du pont PBA est appliquée via les réseaux de combinaison CNA et GNB aux sélecteurs DA et DB dont la fonction est de produire un courant continu proportionnel à la phase de la tension d'entrée par rapport à une tension de référence donnée introduite dans le sélecteur. Le sélecteur DA a comme tension de référence la tension Vb et le sélecteur DB la tension Va. On obtient le maximum de courant continu dans un sens à la sortie du sélecteur lorsque la tension d'entrée est en phase avec la tension de référence et le maximum de courant continu dans l'autre sens lorsque les tensions d'entrée et de référence sont en opposition de phase. Lorsque les deux tensions d'entrée sont en quadrature de phases, aucun courant continu ne sort.
Les amplificateurs magnétiques MA et MB amplifient les courants continus jusqu'à une valeur appropriée au fonctionnement des moteurs 18 et 21.
Si, initialement, la tête optique 29 est déplacée dans le sens Q d'une petite quantité à partir de la position symétrique représentée sur la Fig. 4, les zones ab et cd reflètent des quantités de lumière inégales et une tension est produite par un pont de cellules photoélectriques (supposé être PBA). Cette tension est initialement en phase avec Va, mais elle est décalée d'une petite quantité par le déphaseur PSC. La tension appliquée aux sélecteurs est par conséquent presqu'en phase avec Va et presqu'en quadrature avec Vb. Un fort courant continu est ainsi produit par le sélecteur DB et un courant relativement faible par le sélecteur DA.
Par une disposition appropriée des connexions, la sortie de l'amplificateur magnétique MB peut commander la tête 29 au moyen du moteur 21 dans le sens de la flèche Q et la sortie de l'amplificateur MA peut commander la tête 29 au moyen du moteur 18 dans le sens de la flèche B.
Le déplacement de la tête optique 29 par rapport à la ligne 28 est donc augmenté et la tension de sortie du pont à cellules photoélectriques augmente aussi. Il en résulte un plus grand décalage de phase et par suite une vitesse accrue du moteur 21 et une diminution de vitesse du moteur 18. Ce processus continue jusqu'à ce que le décalage de phases atteigne 90 et alors le sélecteur DB ne produit plus aucun courant tandis que le sélecteur DA produit le courant maximum. Le sens du déplacement de la tête optique est uniquement celui de la flèche R, c'est-à-dire parallèle à la ligne dont elle est écartée d'une quantité qui produit la tension nécessaire aux bornes du pont. Ceci est l'état de fonctionnement normal lorsque le détecteur suit une ligne droite parallèle à une des directions de déplacement.
Il est évident aussi que si l'écartement de la tête 29 par rapport à la ligne 28 augmente ou diminue de la quantité normale due aux changements de directions du trait du dessin, la modification du décalage de phases introduit provoque la création par les deux sélecteurs de courants qui réduisent ou augmentent l'écart suivant la nécessité.
Lorsqu'un changement de direction, par exemple de S à Q, est suffisant pour provoquer un déséquilibre du second pont de cellules photoélectriques PBB, une seconde tension de sortie du pont se combine alors avec la première en CNI et la tension résultante est appliquée au circuit de déphasage. Cette seconde tension est en quadrature de phases avec la première et par conséquent elle produit effectivement un déphasage de la tension combinée d'une quantité appropriée en plus du déphasage introduit subséquemment. Par une disposition appropriée des connexions, le résultat de l'introduction de cette seconde tension est d'accroître le déplacement dans la direction Q et de diminuer le déplacement dans la direction S, ce qui est le résultat désiré..
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The invention relates to machines or apparatus used for reproducing on a part the profile, shape or contour of a model, in which a tool working the part moves in synchronism with a detector moving on the surface of the model. , the aim being to provide an improved device for combining the respective movements of the detector and the tool.
An apparatus according to the invention comprises a support for the workpiece, a support for a model drawing representing the contour which one wishes to reproduce on the part, this contour being drawn in a manner contrasting with the background of the drawing, a head comprising in combination a detector intended to explore the design and a tool intended to move on the workpiece, motors for effecting the relative displacements between the design and the combined head respectively, in two directions perpendicular to one another. other,
the detector comprising a device emitting signals distinctive of the variations in the contrasting effect of the outline of the drawing and a device responsive to these signals for actuating one or both of the motors as necessary to reproduce in the position of the tool by relative to the part the displacement of the detector relative to the contour which caused the signals.
The part and the model are preferably mounted on fixed supports, the head carrying the detector and the tool being movable, but it is understood that the invention extends to an arrangement in which the head is fixed while the head is fixed. part and model are movable.
The signals emitted by the detector can be produced either photoelectrically or electromagnetically. In the first case, it is necessary that the color of the outline of the drawing contrasts with the background so that the quantity of light which it reflects can be measured photo-electrically and the invention provides in the detector several optical systems comprising respectively cells. photoelectric cells arranged quadratically so that each of them is excited by the light reflected from a different part of the outline of the drawing, the arrangement being such that the effect resulting from a relative displacement of the detector with respect to the outline of the drawing produces a state imbalance between the circuits of the cells which causes the emission of a signal which, once properly amplified,
activates the motor to return the sensor and therefore the tool to a position for which the imbalance is corrected. In this way, the detector and the tool are controlled so as to follow the outline of the design which is thus reproduced on the workpiece.
When the signals from the detector are produced electromagnetically, the contrast of the outline of the design with the background is obtained by tracing the outline with a magnetic product on a non-magnetic background, for example by an ink line containing a metallic powder in suspension or a line drawn with an adhesive substance which is then sprinkled with a magnetic powder or by means of a magnetic feather on a surface impregnated with a magnetic substance. In this case, the detector comprises a quadratic arrangement of four field coils in which the currents are modified by the electromagnetic effect of exploring the outline of the drawing, the relative intensities of the currents depending on the relative proximity of the respective coils of the outline. .
Relays or lamps mounted to actuate the motors controlling the relative positions of the detector (and tool) and outline of the drawing, can be selectively actuated by these currents, the coils being in equilibrium when all signals are equal in intensity. and an imbalance due to movement of the detector relative to the outline of the jig being used to actuate the motors to return the detector to a position at which the currents in the coils are of equal magnitude.
One form of apparatus incorporating the invention, in which the signals emitted by the detector and transmitted to the control mechanism of the tool are photoelectrically produced, is described below and shown in the accompanying drawings, in which:
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Fig. 1 is a front elevation of the apparatus; Fig. 2 is a perspective and partially sectional view thereof; Fig. 3 is a vertical section of the detector; Fig. 4 is a diagram showing on a larger scale the line of the drawing seen from the detector;
Fig. 5 is a diagram of the bridge circuits controlled by the photoelectric system of the detector, and FIG. 6 is a simplified diagram of the electric control circuit which uses the signals emitted by the bridge circuits of the detector to initiate and control the actions in response of the motors which control the adjustment of the tool.
Figs. 1 and 2 show that the apparatus comprises a base 10 carrying a table 11 on which the workpiece can be mounted and fixed so that it can be worked by a tool 12. This tool 12 which can be a driven milling cutter. by an autonomous motor 121, is mounted on a carriage 13 which in turn is mounted on slides 14 which are themselves carried by a second carriage 15. This carriage 15 is mounted on slides 16 carried by the side members 17 of a frame 171 enclosing the apparatus, the arrangement being such that the tool 12 can be moved in one of the directions or in the two directions respectively indicated in FIG. 2 with arrows A and B.
The movement of the carriage 13 on the carriage 15 in the direction of arrow A is obtained by an electric motor 18 which controls a nut (not shown) housed in the casing 19 and which cooperates with the fixed drive screw 20 while the movement of the carriage 15 on the side members 17 in the direction of arrow B is obtained by an electric motor 21 which drives a splined shaft 22 coupled by a pinion and a worm (not shown) to a transverse shaft 23 mounted on the carriage 15 and provided with pinions 24 in engagement with racks 25 fixed to the side members 17.
Supported by arms 26 which are suspended between the upper spars 172 of the frame 171, there is a table 27 on the underside of which is drawn an outline (denoted by 28 in Fig. 2) on a background of contrasting color, this outline 28 showing a model drawing of the desired profile for the finished part.
The carriage 13 carries a detector constituted by an optical head which is generally designated by the reference 29 in FIGS.
1 and 2 and which is described below in detail with reference to the enlarged drawing of FIG. 3. This optical head 29 is mounted on a fixed support 291 with respect to which it is capable of being adjusted as to its position on the carriage 13, in any of the three dimensions or more so that its position with respect to the tool 12 can be adjusted during machine preparation.
Fig. 3 shows that the optical head comprises a tube 30 provided with an opening 31 at its upper end, a focusing lens system 32 and near its base, a pyramidal reflector 33. In front of each inclined face of this reflector 33, the tube 30 carries an auxiliary tube 34 pierced with a pinhole 35 at its lower end and which extends radially with respect to the tube 30 as far as a photoelectric cell 36 placed at its outer end, this cell 36 being mounted on an annular support 37 which is fixed to the outside of the tube 30.
Each cell 36 is protected by a sheet metal casing 38. Supports 39 projecting from one side of the tube 30 carry another tube 40 provided at the base with a light source 41 and containing a lens capacitor 42 and an inclined mirror. 43 which are arranged so that a light beam emanating from the source 41 is reflected by the mirror 43 through a side opening 44 on a second inclined mirror 45 which is mounted at the top of the
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tube '30 and which projects the light beam upwards to illuminate the line of drawing 28 on table 27.
The lens system 32 perceives the illuminated portion of the line in drawing 28 and produces an enlarged image thereof which, if it were not for the reflector 33, would be located in the X --- I plane. However, the reflector
33 has the effect of dispersing from each of its four reflecting surfaces a quadrant of this image on the screen of one of the four photocells 36.
The aforementioned enlarged image is shown in the diagram of FIG. 4 in which the reference 281 designates a very enlarged representation of the line of the drawing 28 and the circle P encloses the illuminated area of the drawing which is perceived by the system. lenses 32. Each reflective surface of reflector 33 receives light from one of the four quadrants delimited by the cross lines AC and BD and sends it in the direction of one of the four openings 35 whose size is such that each photoelectric cell 36 receives the light reflected from one of the four circular zones designated by ab, bc, cd and da respectively.
The distance from reflector 33 to lens system 32 is preferably adjustable in order to vary the area scanned thus allowing the instrument to accommodate different line thicknesses of the contours of the design. As shown in Fig. 4, the outer parts of areas ab and cd have different light-reflecting properties than the parts within the lateral limits of line 281 in drawing 28.
Each opposing pair of cells 36 is incorporated into a Wheatstone bridge circuit, as shown schematically in FIG. 5, on which the cells 36 which correspond to the illuminated areas ab and cd are respectively designated by 361 and 362 while the cells corresponding to the areas bc and da are respectively designated by 363 and 364. Alternators 46 and 47 supply alternating voltages Va and Vb which are in phase quadrature at the points E1F1 and E2F2 respectively of the two bridge circuits and the point V of each bridge receives an appropriate bias voltage for the associated pairs of cells 361, 362 or 363, 364.
When the detector 29 occupies a position relative to the line of drawing 28 such that the cells 36 of each opposite pair receive the same illumination from the areas ab, cd or bc, da, the two bridges are balanced and no potential difference appears. between terminals G1H1 or G2H2. If, however, the opening 31 of the optical head 29 is moved relative to the line of drawing 28 in the direction indicated by the arrow Q (Figo 4), then the cells 361 and 362 receive unequal amounts of light from the areas ab and cd and an alternating voltage appears at the terminals G1 and Hl, the amplitude of which corresponds to the magnitude of the displacement.
If, on the other hand, the movement takes place in the direction of the arrow R, the voltage produced between the terminals G1 and H1 is in phase opposition with that produced in the case of movement in the direction of the arrow Q. Therefore, while the magnitude of the voltage between the terminals Gl and Hl gives a measure of the magnitude of the displacement in both cases, the phase of this voltage indicates the direction of the displacement. The manner of controlling the motors 18 and 21 to bring about the necessary adjustments of the tool will be described below with reference to the diagram of Fig. 6 on which the bridge circuit of photocells 361 and 362 is represented by PBA and that of photocells 363 and 364 by PBB.
For the sake of ease of explanation, it will be assumed that initially a single photoelectric cell bridge gives an output voltage. This voltage, after amplification at A1A, is applied by a combination network CN1 to a second amplifier A2. The amplified voltage is then applied to the NC rectifier circuit (which, after a new amplification at A3, produces a direct current proportional to the amplitude of the alternating voltage) and also to an LC limiter circuit which produces a voltage.
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AC constant amplitude ion independent (within wide limits) of the input amplitude.
Both direct current and alternating voltage are fed into the PSC phase shift circuit which gives the output an alternating voltage of constant amplitude but variable phase, the phase shift introduced being approximately proportional to the output amplitude of the bridge. of PBA photocells.
The output of the PBA bridge is applied via the CNA and GNB combination networks to the DA and DB selectors whose function is to produce a direct current proportional to the phase of the input voltage with respect to a given reference voltage introduced into the selector. The selector DA has as reference voltage the voltage Vb and the selector DB the voltage Va. The maximum direct current is obtained in one direction at the output of the selector when the input voltage is in phase with the reference voltage and the maximum direct current in the other direction when the input and reference voltages are in phase opposition. When the two input voltages are in phase quadrature, no direct current is output.
The magnetic amplifiers MA and MB amplify the direct currents up to a value suitable for the operation of the motors 18 and 21.
If, initially, the optical head 29 is moved in the Q direction by a small amount from the symmetrical position shown in FIG. 4, areas ab and cd reflect unequal amounts of light and voltage is produced by a photocell bridge (assumed to be PBA). This voltage is initially in phase with Va, but it is shifted by a small amount by the phase shifter PSC. The voltage applied to the selectors is therefore almost in phase with Va and almost in quadrature with Vb. A strong direct current is thus produced by the selector DB and a relatively weak current by the selector DA.
By suitable arrangement of the connections, the output of the magnetic amplifier MB can drive the head 29 by means of the motor 21 in the direction of the arrow Q and the output of the amplifier MA can drive the head 29 by means of the motor 18 in the direction of arrow B.
The displacement of the optical head 29 relative to the line 28 is therefore increased and the output voltage of the photocell bridge also increases. This results in a greater phase shift and consequently an increased speed of the motor 21 and a decrease in the speed of the motor 18. This process continues until the phase shift reaches 90 and then the selector DB no longer produces any. current while the DA selector produces maximum current. The direction of movement of the optical head is only that of the arrow R, that is to say parallel to the line from which it is spaced apart by a quantity which produces the necessary voltage at the terminals of the bridge. This is the normal operating state when the detector follows a straight line parallel to one of the directions of travel.
It is also evident that if the spacing of the head 29 from the line 28 increases or decreases by the normal amount due to the changes in direction of the drawing line, the modification of the phase shift introduced causes the creation by the two selectors currents which reduce or increase the deviation as necessary.
When a change in direction, for example from S to Q, is sufficient to cause an imbalance of the second PBB photocell bridge, a second output voltage of the bridge then combines with the first in CNI and the resulting voltage is applied to the phase shift circuit. This second voltage is in phase quadrature with the first and therefore effectively produces a phase shift of the combined voltage of an appropriate amount in addition to the phase shift introduced subsequently. By proper arrangement of the connections, the result of introducing this second voltage is to increase the displacement in the Q direction and decrease the displacement in the S direction, which is the desired result.