CH315921A - Einrichtung zur Einstellung eines beweglichen Körpers - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zur Einstellung eines beweglichen Körpers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einstellung eines beweglichen Körpers, z. B. zur Einstellung eines Werkzeugmaschinentisches oder Schlittens oder einer militärischen   Feuerregelvorriehtung.   



   Die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann bei vielen   verschiedenen    Vorrichtungen verwendet werden, in denen eine genaue Einstellung eines eine Translationsoder Drehbewegung vollführenden Körpers gewünscht ist. Es müssen z. B. bei einer Lehrenbohrmaschine die für äusserst genaue Maschinenarbeiten verwendet wird, die gradlinigen Bewegungen des Tisehes mit grosser Genauigkeit vollführt werden. Diese Bewe gungen werden jetzt von Hand geregelt, wobei Präzisionsskalen und optische Vergrösserungen zur   weitgehendstcn    Sicherung des gewünschten   Genauigkeitsgrades    verwendet werden.



   Die Erfindung bezweckt, die   Mögliehkeit    zu schaffen, solche Einstellarbeiten halb- oder   vollautomatiseh    mit einem hohen   Genauig-    keitsgrad und hoher Betriebssicherheit   durch-    zuführen.



   Gemäss der Erfindung ist die Einrichtung zur genauen Einstellung eines beweglichen Körpers, dem eine grobgeteilte Skala zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite fein geteilte Skala vorgesehen ist, dass zum Vergleich der Stellungen der beiden Skalen gegeneinander mit   Hilfe    von optischen Mitteln die Skalen synchron abgetastet werden, dass in photoelektrischen Mitteln der Abtastung entsprechende elektrische Impulsfolgen erzeugt werden, dass Mittel vorhanden. sind, um die der Abtastung der feingeteilten Skala entsprechenden Impulse zu zählen, und dass eine Vergleichsvorrichtung vorgesehen ist, in der die Anzahl der gezählten Impulse zu einer von der Stellung des beweglichen Körpers abhängigen Zeit mit einer   eingestell-    ten Zahl verglichen wird.



   Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung, welche   schematisch    die Anwendung der Einrichtung bei einem Maschinenwerkzeugtisch   darstellt,    näher be  schrieben.   



   Nach der Figur ist am Tisch 1 eine Skala befestigt, die aus   durehsiehtigem    Material be  stehen    kann und äquidistante Marken 2 besitzt, die z. B. 1 mm voneinander entfernt sein und 1/2000   mm    Breite haben können.



  Diese Masse gelten nur als Beispiel, da andere in Übereinstimmung mit der Anwendung gewählt werden können; z. B. wenn die Skala an einem Körper befestigt ist, der eine Drehbewegung vollführen soll, kann die Skala eine   GErad-und/oder    Minuteneinteilung haben.



   In einer geeigneten Lage in bezug auf den Tisch ist eine Skala 3, z. B. an dem nicht dargestellten Tisehträger befestigt, deren Länge gleich dem Abstand zwischen den   Markierungen 2 gleich ist. Diese Skala hat Markierungen mit einer Entfernung von 1/1ooo mm und einer Breite von 1/2000 mm.



  Auch die Skala 3 kann aus   durehsiehtigem    Material hergestellt sein.



   Mit den zwei Skalen sind zwei photoelektrische Vorrichtungen 4, 5 verbunden. Eine oder mehrere   Liehtquellen    sind derart angebracht, dass ein erstes Lichtbündel die Skala 2   durehstrahlt    und in die Vorrichtung 4 hineintritt und ein zweites Lichtbündel die Skala 3 durehstrahlt und in die Vorrichtung 5 hineintritt. Die Lichtbündel sind nicht stationär, sondern werden durch geeignete Mittel, z. B. durch ein oder mehrere Oszillierelemente längs der Skalen 2, 3 mit beliebiger Frequenz hin   und    her bewegt. Das die Skala 2 abtastende Bündel ist senkrecht über dem die Skala 3 abtastenden Bündel; die Bündel bewegen sich gleichzeitig   und    gemeinsam in der Weise, dass beide Skalen vollständig abgetastet werden.

   Die Synchronisation der Bündel soll gleich der Genauigkeit Skalenmarkierungen oder grösser als diese sein. Die Ausgangsspannung der   photoelektrisehen    Vorrichtung 5 wird von einer Impulsreihe gebildet werden, im vorliegenden Beispiel von 1000 Impulsen für jede Abtastung der Skala 3; dieses Ausgangssignal wird einem elektronischen Zähler 6 zugeführt, der ein im Dualsystem arbeitender sein kann.



   Das Resultat der Zählung wird am Ende jeder Abtastung durch Übertragung auf eine Torschaltung 7 kontrolliert. Der   Torsehaltung    7 wird eine Eingangsspannung von einer   Sontrollvorriehtung    9   zugeführt,    welche Spannung der gezählten Zahl 1000   entspricht.    Im Falle eines Unterschiedes zwischen den von 6 und 9 zugeführten Spannungen überträgt die Torschaltung ein Signal auf eine Alarmiervorrichtung 8, die akustischer oder optischer Art sein kann.



   Die Ausgangsspannung der   photoelektli-    sehen Vorrichtung 4, die nur, wenn eine der Markierungen der Skala 2 zwischen den Enden der Skala 3 liegt,   aus    einem einzigen Impuls besteht, wird einer   Vergleichstor-    schaltung 10 zugeführt, die sich beim Auftreten des Impulses öffnet.



   Der   Vergleichstorschahmig    werden auch die Ausgangsspannung des Zählers 6 und die Ausgangsspannung der Einstellvorrichtung 11 zugeführt, deren Ausgangsspannung die verlangte Beziehung des Tisches zu einem festen   Bezugspunkt    darstellt. Die Einstellvorrichtung 11 liefert ähnliche Signale wie der Zähler 6, so dass ein direkter Vergleich zwischen der vom Zähler 6 wahrgenommenen   Stichzahl      und    der an der Vorrichtung 11 eingestellten gemacht werden kann. Die Ein  stelivorriehtung    11 kann von Hand oder durch Kodeimpulse auf jede gewünschte Zahl eingestellt werden.



   Zur Erläuterung der Wirkungsweise des vorerwähnten Teils der Vorrichtung wird beispielsweise angenommen, dass der Tisch 1 auf einen Abstand von 739,625 mm von seinem festen   Bezugspunkt    eingestellt werden soll.



  Die Anfangsbewegung des Tisehes nach der   739-mni-Stellung    kann von Hand oder durch unabhängige Mittel durchgeführt werden, wobei nur dafür gesorgt werden muss, dass der 739ste   Einteilungsstrich    der Skala 2 irgendwo zwischen den   Endender      Skala3    liegt. Die photoelektrischen Vorrichtungen 4, 5, der Zähler 6, die Torschaltungen 7 und 10, die   Kontroll-    vorrichtung 9 und die Einstellvorrichtung 11   pferden    dann erregt und die Abtastung der Skalen fängt an. Wenn der Impuls der Vorrichtung 4 die Torschaltung 10 öffnet, wird das Fehlersignal freigegeben.

   Es wird erhalten durch Vergleich der durch den Zähler 6 vollführten Zählung mit der   Bezugszählung    in der   Einstellvorricht.ung    11, in diesem Falle 625. Das Fehlersignal wird einer Servovorrichtung 12 zugeführt, die durch geeignete Mittel, z. B. eine Schaltdose 13 und eine Leitschraube 14, die Bewegung des Tisches in der geeigneten Richtung steuert. Am Ende der Abtastung der Skala 3 wird die Gesamtzählung auf vorstehend beschriebene Weise kontrolliert, und die Abtastung setzt sich fort, wenn die Zählung richtig ist. Die Abtastung geht ununterbrochen bei jeder gewünschten Frequenz vor sich.  



   Wenn der Tisch die verlangte Stellung erreicht hat, wird ein der Zahl 625 entsprechendes Signal vom Zähler 6 bei jeder   Ab-    tastung während der vorerwähnten Wirkung der Torschaltung 10 ausgesandt, wodurch ein Nullfehlersignal entsteht.



   Die Wirkungsweise der Servo-Über  wachungsvorrichtung    infolge des Signals der Torschaltung 10 ist nicht wesentlich; in gewissen Fällen kann es genügen, den Fehler visuell anzuzeigen und die Bewegung direkt oder indirekt durch Handregelung zu steuern.



  Statt   durchsichtiger    Skalen können auch undurchsichtige, die mit reflektiertem anstatt direktem Licht arbeiten, verwendet werden.



  In gewissen Fällen kann die Skala 2 die feststehende Skala sein und die Skala 3 vom beweglichen Körper getragen werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur genauen Einstellung eines beweglichen Körpers (1), dem eine grobgeteilte Skala (2) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite fein geteilte Skala (3) vorgesehen ist, dass zum Vergleich der Stellungen der beiden Skalen gegeneinander mit Hilfe von optischen Mitteln die Skalen synchron abgetastet werden, dass in photoelektrisehen Mitteln (4, 5) der Abtastung entsprechende elektrische Impulsfolgen erzeugt werden, dass Mittel (6) vorhanden sind, um die der Abtastung der feingeteilten Skala entsprechenden Impulse zu zählen, und dass eine Vergleieisvorriehtung (10) vorgesehen ist, in der die Anzahl der gezählten Impulse zu einer von der Stellung des beweglichen Körpers abhängigen Zeit mit einer eingestellten Zahl verglichen wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in ihr das Ergebnis des Vergleiches als Fehlersignal verwendet wird, um die Stellung des beweglichen Körpers mittels eines Servomechanismus (12) zu steuern.

   2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in ihr die Abtastung der zwei Skalen periodisch erfolgt und die gezählte Impulszahl einer vollständigen Abtastung der erwähnten zweiten Skala (3) mit einer Bezugszählung am Ende jeder Abtastung verglichen wird, wobei eine Alarmvorrichtung vorgesehen ist, die bei einer etwaigen Diskrepanz erregt wird.