DD149263A1 - Anordnung zur erfassung digitaler winkelwerte an eanordnung zur erfassung digitaler winkelwerte an einer zeichenanlage iner zeichenanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zeichenanlage mit einem Zeichenkopf, bei der der Verdrehwinkel der Zeichenlineale angezeigt wird. Es ist Ziel der Erfindung, die Weiterverarbeitung der digitalen Winkelwerte zu ermoeglichen. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die Winkel zwischen den Zeichenlinealen und einer Grundlinie zum einen als Digitalwert angezeigt wird, zum anderen aber der dem Winkel entsprechende Wert fuer eine Weiterverarbeitung einem Rechner zur Verfuegung gestellt wird. Die Erfindungsgemaesze Zeichenanlage wird damit durch den Anschlusz weiterer elektronischer Zusatzeinheiten Bestandteil eines elektronischen Datenerfassungsplatzes. Die gesamte Elektronik befindet sich auszerhalb des Zeichenkopfes. Erfindungsgemaesz stehen der Absolut- und der Relativwinkel staendig zur Anzeige und zur elektronischen Weiterverarbeitung zur Verfuegung. Fuer die Winkelerfassung sind verschiedene physikalische Prinzipien, wie fotoelektrische, induktive, kapazitive oder andere Verfahren anwendbar. Im allgemeinen wird eine Aufloesung von 0,1 Grad ausreichend sein, die Einrichtung laeszt jedoch eine beliebige Verfeinerung entsprechend dem Aufloesungsvermoegen des gewaehlten Meszprinzips und den Anforderungen zu.

Description

(72) Markert, Joachim, Dipl,-Ing„; Leonhardt, Wolfgang, Dr.-Ing.; Döhler, Regina^ Dr.»Ing., DD

(73) siehe (72)

(74) Technische Hochschule Karl-Marx-Stadt, BfN/S, 9010 Karl-Marx-Stadt, PSF 964

(54) Anordnung zur Erfassung digitaler Winkelwerte an einer Zeichenanlage

(57) Die Erfindung betrifft eine Seichenanlage mit einem Zeichenkopf, bei der der Verdrehwinkel der Zeichenlineale angezeigt wird. Es ist Ziel der Erfindung, die Weiterverarbeitung der digitalen Winkelwerte zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Winkel zwischen den Zeichenlinealen und einer Grundlinie zum seinen als Digitalwert angezeigt wird, zum anderen aber der dem Winkel entsprechende Wert für eine Weiterverarbeitung einem Rechner zur Verfügung gestellt wird» Die erfindungsgeraäße Zeichenanlage wird damit durch den Anschluß v/eiterer elektronischer Zusatzeinheiten Bestandteil eines elektronischen Datenerfassungsplatzes. Die gesamte Elektronik befindet sich außerhalb des Zeichenkopfes. Erfindungsgemäß stehen der Absolut«· und der Relativwinkel ständig zur Anzeige und zur elektronischen Weiterverarbeitung zur Verfügung. Für die Winkelerfassung sind verschiedene physikalische Prinzipien, wie fotoelektrische, induktive, kapazitive oder andere Verfahren anwendbar. Im allgemeinen wird eine Auflösung von 0,1° ausreichend sein, die Einrichtung läßt jedoch eine beliebige Verfeinerung entsprechend dem Auflösungsvermögen des gewählten Meßprinzips und den _ „_OSM« Anforderungen zn. — Fig„1 und 2 —

Anordnung zur Erfassung digitaler Winkelwerte an einer Zeichenanlage

Anwendungsgebiet der Erfindung

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Die Erfindung betrifft eine Zeichenanlage mit einem durch Führungsorgane abgestützt parallel zur Ebene des Zeichentisches unter Beibehaltung seiner vorgegebenen Einstellung verschiebbaren Zeichenkopf, welcher eine auf ihm verdrehbare Tragplatte mit an ihr befestigten Zeichenlinealen trägt, wobei eine Verdrehung der Zeichenlineale gegenüber dem Zeichenkopf parallel zur Ebene des Zeichentisches an den den jeweiligen Verdrehungswinkel anzeigenden Anordmingen ablesbar ist«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei den bekannten Zeichenanlagen wird im allgemeinen die Verdrehung der Zeichenlineale gegenüber dem Zeichenkopf parallel zur Ebene des Zeichentisches als Analogwert abgelesen. Ss ist aber auch eine Zeichenmaschine bekannt geworden, die den Verdrehwinkel digital anzeigt (DE-OS 27 41 746).

Da außer der digitalen Anzeige der Winkelwerte und gegebenenfalls der entsprechenden Tangenswerte keine elektronische Weiterverarbeitung vorgesehen ist, und auch ein Anschluß externer Geräte nicht erfolgen soll, wurde die Aq-Ordnung mit Batteriebetrieb konzipiert und damit der Bedingung unterworfen, den Stromverbrauch für die Winkelcodiereinrichtung und die Digitalanzeige so niedrig wie möglich zu halten. Demzufolge sind verschiedene Strom-

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sparkreise und Verzögerungsschaltmigen vorgesehen, die dazu dienen, die einzelnen Elemente nur dann mit Strom zu versorgen, wenn sie benötigt werden*

Durch das damit verbundene ständige Ein- und Ausschalten wird die Lebensdauer der im fotoelektrischen Winkelcodiersystem verwendeten Licht emittierenden Elemente weiterhin verringert» Darüberhinaus ergeben sich Impulssignale, die ZsBi, eine Falschzählung der elektronischen Zählschaltung auslösen können, so daß zusätzliche Maßnahmen zur Beseitigung dieser Fehlerquellen notwendig werden.

Die gesamte Steuer~_s Zähl-, und Rechenelektronik zur Gewinnung der digitalen Winkelwerte sowie die Stromversorgung (Batterien) sind im Zeichenkopf selbst untergebracht und müssen beim Gebrauch der Zeichenmaschine mit bewegt v/erden«

Darüberhinaus wirkt sich der Batteriebetrieb insofern nachteilig auf die Zuverlässigkeit der Winkelanzeige aus, als der nach einer gewissen Betriebsstundenzahl auftretende Spannungsabfall an den Elementen die Sicherheit der Winkelanzeige beeinträchtigt«

Ein v/ei t er er Nachteil besteht darin, daß die relativ genau gemessenen Daten lediglich zur Anzeige genutzt werden.

Es ist das Ziel der Erfindung, die Weiterverarbeitung digitaler Winkelwerte zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erfassung digitaler Y/inkelwerte an einer Zeichen anlage zu schaffen, die auch eine Weiterverarbeitung der ermittelten Winkelwerte in einem Rechner gestattet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der .Winkel zwischen den verdrehbar auf dem Zeichenkopf angeordneten Zeichenlinealen und einer Grundlinie zum einen als Digitalwert angezeigt wird, zum anderen aber der dem Winkel entsprechende Wert für eine Weiterverarbeitung z_oB

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zum Zwecke der Digitalisierung oder zur Gewinnung bestimmter geometrisch bzw. technologisch bedeutsamer Daten in einem Rechner zur Verfügung stehen·

Die erfindungsgemäße Zeichenanlage wird damit durch den Anschluß verschiedener elektronischer Zusatzeinheiten Bestandteil eines elektronischen Datenerfassungsplatzes, wodurch ein Übergang vom Batterie» auf Netzbetrieb erfolgen kann und damit alle bekannten zusätzlichen Maßnahmen zur Begrenzung des Stromverbrauchs überflüssig werden«

Die gesamte Elektronik befindet sich erfindungsgemäß außerhalb des Zeichenkopfes. Ein Vorteil ist die Tatsache, daß der Absolut- und der Relativwinkel ständig zur Anzeige und zur elektronischen Weiterverarbeitung zur Verfügung stehen«

Bei Neueinstellung des Winkels ist eine laufende Anzeige des aktuellen Winkelwertes vorgesehen, während die Weiterverarbeitung nur bei arretiertem Winkel möglich ist.

Für die Winkelerfassung sind verschiedene physikalische Prinzipien, wie fotoelektrische, induktive, kapazitive oder andere Verfahren anwendbar· Die Auflösung kann beliebig fein gewählt ¥/erden» Im allgemeinen wird eine Auflösung von 0,1° ausreichend sein; die Einrichtung läßt jedoch eine beliebige Verfeinerung entsprechend dem Auflösungsvermögen des gewählten Meßprinzips und den Anforderungen zu«

Die vorgeschlagene dezimale Stufung in der Winkelanzeige - ist ebenfalls besser handhabbar als die bekannte hexadezimale Stufung.

Ausführungsbeispiel

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Die erfindungsgemäße Lösung soll an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden«, In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig« 1: den prinzipiellen Aufbau der Winkelermittlung, Figo 2: Aufbau der Winkelermittlung bei Verwendung eines Mikrorechners

Gemäß Fig* 1 wird über einen Taster 1 der zugehörigen Verarbeitungselektronik die beabsichtigte Basiswinkelversteilung mitgeteilt. Andere Operationen wie Absolutwinkeleingabe , Relativwinkeleingabe, Anzeige trigonometrischer Punktionswerte u»a. werden über griffgünstig angeordnete Schalterelemente 1^f ausgelöst. Die vom Taster oder den Schaltelementen 1¹ kommenden Signale werden über eine Steuerbaugruppe 8, die auch den "Time-Sharing-Betrieb" für die Anzeige auslöst, an einen Absolutwertzähler 7, einen Relativwertzähler 7' bzw» eine Koppelbaugruppe 4 übermittelt«

Die von einem Winkelaufnehmer 2 ermittelten Signale (analoge, digital absolute oder digital inkrementale Meßverfahren sind denkbar) werden über eine Impulsformerbaugruppe 5 dem Absolutwertzähler 7 oder dem Relativwertzähler 7¹ übergeben, wenn eine Vorverarbeitung (Winkelermittlung) erfolgt. Die vorzeichenrichtige Zählung in dem Absolutwertzähler 7 bzw· Relativwertzähler 7¹ wird durch eine vorgeschaltete Richtungserkennungseinheit 6 sichergestellt. Die Vorzeichenbildung in der Richtungserkennungseinheit 6 wird von den in der Impulsformerbaugruppe 5 erzeugten Signalen und dem in dem Absolutwertzähler 7. und Relativwertzähler 7^f erreichten Zählerstand abgeleitet.

Vorteilhaftery/eise wird der Absolutwinkel für die Weiterverarbeitung einer Verarbeitungseinheit 9 zur Verfügung gestellt und der Relativwinkel aus dem Relativwertzähler zu einer Siebensegmentanzeige 3 vorgesehen. Die Darstellung des Absolutwinkels auf der Siebensegmentanzeige 3 oder die übergabe des Relativwinkels an die Verarbeitungseinheit 9 über die Koppelbaugruppe 4 ist ebenso realisierbar wie die Umspeicherung von Relativ™ und Absolutwinkel «

Bei dem in Fig. 2 angegebenen Prinzip erfolgt die gesamte Auswertung (Richtungsbestimmung, Relativ- oder Absolutwinkelerrnittlung usw*) in der Verarbeitungseinheit 9

die beispielsweise durch, einen Mikrorechner realisiert Werden kann. Das Prinzip der Winkelermittlung nach Fig.2 gestattet eine noch größere Vielfalt der auf der Siebensegmentanzeige 3 darzustellenden Werte. Die Winkelermittlung, Basiswinkelveränderungen, Relativ- und Absolutwinkelberechnungen werden nach entsprechenden Vorgaben von dem Taster 1 oder von dem Schaltelement 1' und den notwendigen Aufnehmersignalen in der Verarbeitungseinheit durch entsprechende Software ermittelt. Neben den für den nachfolgenden Prozeßschritt notwendigen Größen wird durch Rückübertragung von der Verarbeitungseinheit 9 über die Koppelbaugruppe 4 nach der Siebensegmentanzeige 3 die digitale Anzeige analoger Winkelinformationen am Winkelkopf möglich. Die in der Verarbeitungseinheit 9 ermittelten Werte für nachfolgende digitalgrafische oder andere Prozeßschritte werden über entsprechende Ausgabevorrichtungen auf Datenträger gebracht bzw. können zusätzlich auf speziellen Anzeigeeinheiten zur Verfügung gestellt werden. Als Anzeigeeinheiten kommen in verstärktem Maße alphanumerische oder grafische Displays in Frage, deren Anzeigemöglichkeiten denen von Zifferanzeigeelementen, wie sie für den Winkelkopf selbst in Frage kommen überlegen sind. Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Bau-• gruppen 10 sind Ausgabe- oder Anzeigeeinheiten im ge-

16O nannten Sinn.

Die in der Beschreibung genannten Baugruppen haben z.T· keinen BaugruppenCharakter mehr, da für diese Funktionseinheiten komplexe Bausteine existieren.

Claims (1)

1* Anordnung zur Erfassung digitaler Winkelwerte an einer Zeichenanlage miLt einem an einem Lineal durch Führungsorgane abgestützten, parallel zur Ebene des Zeichentisches unter Beibehaltung seiner vorgegebenen Einstellung verschiebbaren Zeichenkopf, welcher einen auf ihm verdrehbaren Linealhalter mit daran befestigten Zeichenlinealen trägt wobei eine Verdrehung der Zeichenlineale gegenüber dem Zeichenkopf parallel zur Ebene des Zeichentisches an den den jeweiligen Verarehungswinkel anzeigenden Anordnungen ablesbar ist, dadurch gekennzeichnet_s daß ein Taster (1) bzw» Schaltelemente (1*) die vorgesehene Operation über eine Steuerbaugruppe (8) an einen Absolutwert Zähler (7) bzw* einen Relativwertzähler (7¹) mit einer Richtungserkennungseiniieit (6) bzwo an eine Koppelbaugruppe (4) übermitteln, daß die von einem Winkelgeber ermittelten Signale über eine Impulsformerbaugruppe (5) und die Richtungserkennungseiniieit (6) und den Absolutwertzähler (7) sowie den Relativwertzähler (7¹) einmal einer Siebensegmentanzeige (3) und zum anderen einer Verarbeitungseinheit (9) zur Verfugung gestellt werden.

2* Anordnung nach Punkt 1,dadurch gekennzeichnet, daß alle Baugruppen und Anordnungen (1 - 10) zur digitalen Erfassung, Anzeige und Weiterverarbeitung der ISO Winkelwerte für Netzbetrieb ausgelegt sind«

3β Anordnung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Absolut- als auch der Relativwinkel jederzeit mittels Schaltelement (1^f) in der Siebensegmentenanzeige (3) angezeigt v/erden können und der Verarbeitungseinheit (9) zur Weiterverarbeitung zur Verfügung stehen_e

4« Anordnung nach P_unkt 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (9) angeschlossen ist, die eine Weiterverarbeitung der Winkelwerte ermöglicht und vorzugsweise durch einen Mikrorechner realisiert wird*

5« Anordnung nach Punkt 1 Ms 4» dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Elektronik zur Bildung der digitalen Winkelwerte außerhalb des Zeichenkopfes untergebracht ist«

6. Anordnung nach P_unkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absolutv/ertzähler (7) und Relativwertzähler (7^!) _:%so aufgebaut sind, daß an der Siebensegmentanzeige (3) der aktuelle Winkelwert in dezimaler Stufung zur Ausgäbe kommt*

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