DE1062794B

DE1062794B - Device for recording functions on tape-shaped command carriers and for their reproduction

Info

Publication number: DE1062794B
Application number: DEA24082A
Authority: DE
Inventors: Hans Bellag
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1956-01-12
Filing date: 1956-01-12
Publication date: 1959-08-06

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufnahme von Funktionen auf bandförmige Kommandoträger und zu deren Wiedergabe, bei der der Kommandoträger durch quer zu seiner Längsrichtung bewegte, im Abstand höchstens der wirksamen Breite des Kommandoträgers aufeinanderfolgende und einander ablösende Moduliereinrichtungen moduliert wird. Derartige Verfahren und Einrichtungen haben Bedeutung für die Steuerung beispielsweise von Werkzeugmaschinen nach einem dem Kommandoträger aufgeprägten Programm, für die Zwischenspeicherung mathematischer Funktionen in Rechengeräten, insbesondere in solchen vom Typ der Analogiegeräte, und sie können weiterhin Bedeutung haben für den Bau von sogenannten Zeitschiebern, also Geräten, die einen Funktionswert speichern.The invention relates to a device for taking up functions on tape-shaped command carriers and for their reproduction, in which the commando carrier moved through transverse to its longitudinal direction, at a distance of at most the effective width of the command post and one after the other replacing modulating devices is modulated. Have such procedures and facilities Significance for the control of machine tools, for example, according to the command bearer imprinted program, for the intermediate storage of mathematical functions in computing devices, especially in those of the type of analogy devices, and they can continue to be of importance for the Construction of so-called time sliders, i.e. devices that store a function value.

Es sind Einrichtungen zur Steuerung von Werkzeugmaschinen bekanntgeworden, bei denen Funktionswerte auf Magnetbänder durch einen Eisenkamm, der senkrecht zur Transportrichtung des Bandes entsprechend der aufzuzeichnenden Steuerfunktion bewegt wird, aufmagnetisiert werden. Dabei erzeugt ein zeitlich konstanter magnetischer Fluß an den Spitzen der Zähne des Kammes auf dem Band eine Magnetisierung. Durch die Bewegung des Bandes und des Eisenkammes entstehen auf dem ersteren Spuren, deren Tangenten mit der Fortbewegungs richtung des Bandes einen Winkel einschließen, welcher den aufgeprägten Funktionswert darstellt. Man erhält also Winkel in Abhängigkeit von den Werten der Abszisse, die in der Längsrichtung des Bandes liegt. Die in dieser Weise aufgezeichnete Funktion wird wieder vom Band abgenommen durch einen Tastkopf, dessen wesentliches Merkmal eine rotierende Schraube ist. Ein Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß für die Aufzeichnung und Abnahme der Funktion verschiedene Bauelemente erforderlich sind und daß beispielsweise elektrische Größen nicht direkt aufgezeichnet werden können, sondern erst in mechanische Größen (nämlich eine Bewegung des Eisenkammes) umgeformt werden müssen. Andererseits wird die direkte Aufzeichnung mechanischer Größen — beispielsweise bei der Abtastung eines Körpers — ohne Umformung in elektrische Größen aus räumlichen Gründen nicht immer möglich sein.Devices for controlling machine tools have become known in which function values are magnetized onto magnetic tapes by an iron comb which is moved perpendicular to the transport direction of the tape in accordance with the control function to be recorded. A magnetic flux that is constant over time generates a magnetization at the tips of the teeth of the comb on the belt. The movement of the band and the iron comb creates traces on the former, the tangents of which enclose an angle with the direction of movement of the band, which represents the impressed functional value. Angle is thus obtained as a function of the values of the abscissa, which lies in the longitudinal direction of the strip. The function recorded in this way is removed from the tape again by a probe head, the main feature of which is a rotating screw. A disadvantage of this device is that different components are required for the recording and acceptance of the function and that, for example, electrical quantities cannot be recorded directly, but must first be converted into mechanical quantities (namely a movement of the iron comb). On the other hand, the direct recording of mechanical quantities - for example when scanning a body - without conversion into electrical quantities will not always be possible for spatial reasons.

Die Erfindung beseitigt diese Mängel durch eine Anordnung, die aus Moduliereinrichtungen besteht, die aufeinanderfolgend und einander ablösend ständig vorzugsweise gleichförmig bewegt werden und dem Band eine periodische, insbesondere sinusförmige Größe aufprägen. Dabei wird der Wert der aufzuzeichnenden Funktion durch die Phasenlage dieser Größe dargestellt, während die Amplitude und die Frequenz der periodischen Größe konstant bleiben Einrichtung zur AufnahmeThe invention overcomes these deficiencies by an arrangement consisting of modulating devices, which are continuously moved, preferably uniformly, in succession and alternating with one another, and the Imprint a periodic, in particular sinusoidal, size on the band. The value of the Function represented by the phase position of this quantity, while the amplitude and the Frequency of the periodic variable remain constant device for recording

von Funktionen auf bandförmigeof functions on ribbon-shaped

Kommandoträger und zu derenCommand carriers and their

Wiedergabereproduction

Anmelder:Applicant:

Askania -Werke Aktiengesellschaft,
Berlin-Friedenau, Bundesallee 86-89Askania -Werke Aktiengesellschaft,
Berlin-Friedenau, Bundesallee 86-89

Hans Beilag, Berlin-Charlottenburg,
ist als Erfinder genannt wordenHans Beilag, Berlin-Charlottenburg,
has been named as the inventor

können. Der Bewegungsantrieb der Moduliereinrichtungen kann dabei direkt oder über ein Getriebe durch einen Synchronmotor erfolgen. Die periodische, modulierende Größe wird vorzugsweise dadurch erzeugt, daß eine Wechselspannung von der einphasigen Wicklung eines Rotors abgenommen wird, dessen Stellung im Drehfeld eines Stators dem Wert der dem Κσηίτ mandoträger aufzuprägenden Funktion entspricht. Die Anordnung könnte beispielsweise so angewendet werden, daß der Rotor gekuppelt ist mit einer mechanischen Vorrichtung zur Abtastung von Werkstücken, so daß die jeweilige Stellung des Rotors ein Abbild für das Maß des Werkstückes ist, doch sind auch beliebige andere Anwendungsfälle denkbar. Die vom Rotor abgenommene Wechselspannung wird den.Moduliereinrichtungen direkt oder über einen Verstärker zugeführt. Ändert sich die Stellung des Rotors im Drehfeld des Stators, so ändert sich in bekannter Weise die Phasenlage der in ihm induzierten Wechselspannung und damit die Phasenlage der auf dem Kommandoträger aufgezeichneten periodischen Größe. Es entsteht daher eine Funktion, deren Argument der Vorschub des Kommandoträgers und deren Funktionswert die Phasenlage der aufmodulierten periodischen Hilfsgröße ist, wobei der Funktionswert der Stellung des Rotors im Drehfeld entspricht. Es sei aber hier erwähnt, daß der Funktionswert nicht notwendig durch Anwendung eines nach Art bekannter Drehmeldersysteme aufgebauten Funktionswertgebers erzeugt werden muß. Wesentlich für die Erfindung ist lediglich, daß ein eine periodische Hilfsgröße liefernder Generator vorgesehen ist, dessen periodisches Aus-can. The movement drive of the modulating devices can be carried out directly or via a gear unit a synchronous motor. The periodic, modulating quantity is preferably generated by that an alternating voltage is taken from the single-phase winding of a rotor, its position in the rotating field of a stator the value of the Κσηίτ corresponds to the function to be imprinted on the mando carrier. The arrangement could be applied, for example, that the rotor is coupled to a mechanical device for scanning workpieces, so that the respective position of the rotor is an image for the size of the workpiece, but can also be any other applications are conceivable. The alternating voltage taken from the rotor is used by the modulating devices fed directly or through an amplifier. If the position of the rotor changes in the Rotating field of the stator, the phase position of the alternating voltage induced in it changes in a known manner and thus the phase position of the periodic variable recorded on the command carrier. A function is therefore created, the argument of which is the advance of the command carrier and its function value is the phase position of the modulated periodic auxiliary variable, the function value being the Corresponds to the position of the rotor in the rotating field. It should be mentioned here, however, that the function value is not necessary by using a function encoder constructed in the manner of known resolver systems must be generated. It is only essential for the invention that a periodic auxiliary variable is supplied Generator is provided whose periodic

909 580/305909 580/305

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gangssignal in seiner Phasenlage entsprechend dem der Drehzahl des Drehfeldes des Stators abhängt,The phase position of the output signal depends on the speed of the rotating field of the stator,

aufzuzeichnenden Funktionswert veränderlich ist. hängt seine Phasenlage und damit die Verteilung derthe function value to be recorded is variable. depends on its phasing and thus the distribution of the

Die Abnahme der Funktion von dem Kommando- Markierung über die Breite des Films von der jeweiträger kann durch die gleiche Vorrichtung erfolgen, ligen Stellung des Rotors im Drehfeld des Stators ab. die zur Aufnahme dient. Ist die Funktion beispiels- 5 Die Aufnahme einer Funktion y nach dem Argument χ weise auf ein Magnetband aufmoduliert, so dienen die erfolgt durch Vorschub des Films mit χ und Drehung bisherigen Modulationseinrichtungen als Abtastköpfe, des Rotors mit y. Die über die Breite des Films erdie Vertauschung der Wirkungsweise entspricht ganz zeugten Magnetisierungsspuren fügen sich im Verlauf der bei der normalen Modulation oder Abtastung von des Vorschubs des Films in seiner Längsrichtung anMagnetbändern mittels Magnetköpfen. Auch bei der io einander. Wie etwa die Markierung einer Funktion Abnahme bewegen sich die Moduliereinrichtungen auf dem Film verläuft, zeigt schematisch Abb. 2. quer zur Längsrichtung des Kommandoträgers. Durch 8 und 9 sind Zonen wechselnder magnetischer Polaridie Abtastung wird eine Wechselspannung erzeugt, die sationsrichtung der magnetempfindlichen Schicht, direkt oder über einen Verstärker beispielsweise wie- Selbstverständlich läßt sich auf einem Kommandoder einem Rotor zugeführt werden kann, der sich im 15 träger eine Struktur der geschilderten Art auch mit Drehfeld eines Stators befindet. Der Rotor stellt sich anderen als den geschilderten Mitteln erzeugen,
dann genau dem Funktionswert, d. h. also genau der Um die dem Film eingeprägte Funktion wiederge-Phasenlage der aufgezeichneten periodischen Hilfs- ben zu können, braucht in der oben beschriebenen Eingröße, entsprechend ein. richtung nach Abb. 1 nur die Wirkrichtung des Ver-The decrease in the function of the command marking across the width of the film from the respective carrier can be done by the same device, the position of the rotor in the rotating field of the stator. which is used for recording. If the function beispiels- 5 The inclusion of a function y after the argument χ, on a magnetic tape is modulated, so are carried out by the feed of the film with χ and rotation previous modulation devices as scanning heads, of the rotor with y. The traces of magnetization generated over the width of the film correspond to the reversal of the mode of action, in the course of the normal modulation or scanning of the advancement of the film in its longitudinal direction on magnetic tapes by means of magnetic heads. Even with the io each other. How, for example, the marking of a function acceptance move the modulating devices on the film is shown schematically in Fig. 2, transverse to the longitudinal direction of the commando. An alternating voltage is generated through 8 and 9, the scanning direction of the magnetically sensitive layer, directly or via an amplifier, for example Kind also located with the rotating field of a stator. The rotor poses a means other than those described to produce
then exactly the function value, ie exactly the phase position of the recorded periodic auxiliaries that is imprinted on the film requires a correspondingly in the above-described parameter. direction according to Fig. 1 only the effective direction of the

Die Merkmale der Erfindung mögen im Verlauf der 20 stärkers 5 durch Vertauschung von Eingang und AusBeschreibung des in Abb. 1 schematisch dargestellten gang umgekehrt zu werden. Die auf dem Körper 1 Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es ist angebrachten Magnetisiereinrichtungen wirken dann 1 ein über das Getriebe 2 durch den Synchronmotor 3 als Abtasteinrichtung und liefern einen Wechselstrom, zu ständigen Umdrehungen angetriebener Körper, der der verstärkt dem Rotor 6 zugeführt wird und dessen am kreisförmigen Umfang eine Anzahl von Magneti- 25 Phasenlage die Stellung des Rotors im Drehfeld des siervorrichtungen nach Art der für den Betrieb von Stators 7 bestimmt. Die Stellung des Rotors entMagnetbändern üblichen Sprech- bzw. Hörköpfe trägt. spricht mit der Phasenlage auch dem Wert der Funk-Eine solche kreisförmige und rotierende Anordnung tion y. The features of the invention may be reversed in the course of the amplifier 5 by interchanging the input and output description of the gear shown schematically in FIG. Which are explained in more detail on the body 1 embodiment. It is attached magnetizing devices then act 1 via the gear 2 through the synchronous motor 3 as a scanning device and supply an alternating current, to constant revolutions driven body, which is fed to the rotor 6 and whose on the circular circumference a number of magneti- 25 phase positions Position of the rotor in the rotating field of the siervorrichtungen according to the type intended for the operation of the stator 7. The position of the rotor entMagnetbänder carries conventional speaking or listening heads. speaks with the phase position also the value of the func- Such a circular and rotating arrangement tion y.

von Magnetisierungsvorrichtungen ist bei Vorrichtun- Dadurch, daß sowohl der Synchronmotor 3 zum Angen, die anderen Zwecken dienen, bekannt. Es handelt 30 trieb des Körpers 1 als auch der Stator 7 von dem sich aber dort um die Abtastung von Bändern in deren gleichen Netz, im vorliegenden Beispiel einem drei-Längsrichtung zur optischen Sichtbarmachung von phasigen Drehstromnetz, gespeist werden, ist das Ar-Tonaufzeichnungen. 4 ist ein nach Art der Magnet- beiten der Einrichtung unabhängig von Schwankunbänder mit einer magnetempfindlichen Schicht ver- gen der Netzfrequenz.of magnetizing devices is in device- Due to the fact that both the synchronous motor 3 for magnetizing, the other purposes are known. It is about 30 drives of the body 1 as well as the stator 7 of the but there it is about the scanning of tapes in their same network, in the present example a three-longitudinal direction for the visual visualization of phase three-phase network, are fed, this is Ar-Tonaufzüge. 4 is a kind of magnetic work of the facility independent of fluctuations with a magnetically sensitive layer against the mains frequency.

sehener, vorzugsweise perforierter Film, etwa von 35 Grundsätzlich ist das richtige Arbeiten der Einden Dimensionen eines Kinofilms. Wesentlich für den richtung keinesfalls an die im Beispiel gezeigte Be-Erfmdungsgegenstand ist, daß die am Körper 1 vor- nutzung eines dreiphasigen Drehstromnetzes gebunhandenen Magnetisiervorrichtungen fortlaufend über den. Das Beispiel zeigt nur eine von vielen Möglichden Film wandern längs einer Bahn, welche quer zur keiten, die allein maßgebliche Forderung nach einem Längsrichtung des Films liegt. Zweckmäßig wird man, 40 konstanten Verhältnis zwischen der Drehzahl des Körum das zu ermöglichen, den Film so krümmen, daß er pers 1 und der Frequenz des den Magnetisierungseinsich dem Umfang des Körpers 1 anschmiegt. Führt richtungen zuzuführenden Wechselstromes zu erfüllen, man den Magnetisiervorrichtungen einen Wechsel- Die Abb. 3 zeigt beispielsweise eine Anordnung, in strom zu, etwa über die in der Abbildung angedeute- welcher der Motor 10 sowohl den die Magnetisierungsten Schleifringe, so entsteht auf dem Film eine Mar- 45 einrichtungen tragenden Körper 1 über das Getriebe 2 kierung. Der Film wird in längs seiner Breite aufein- antreibt als auch den mit einer einphasigen Wicklung anderfolgenden Intervallen in abwechselnder Richtung versehenen Rotor 11, welcher sich im konstanten magnetisch polarisiert, in gleicher Weise, wie dies Magnetfeld des mit y zu drehenden Stators 12 bebeim »Besprechen« von Magnetbändern in der Längs- findet. Auch diese Anordnung gestattet durch Wechrichtung geschieht. Durch passende Wahl der Umlauf- 50 sein der Wirkrichtung des Verstärkers 5 den Übergeschwindigkeit des Körpers 1, des Abstandes der gang von der Aufnahme einer Funktion zu ihrer Wie-Magnetisierungsvorrichtungen auf seinem Umfang dergabe.seen, preferably perforated film, approximately from 35. Basically, working correctly is the one dimension of a cinema film. It is essential for the direction by no means to the object of the invention shown in the example that the magnetizing devices previously used on the body 1 of a three-phase three-phase network continuously via the. The example shows only one of many possibilities. The film moves along a path that is transverse to each other, the only decisive requirement for a longitudinal direction of the film. It is expedient to allow a constant ratio between the speed of rotation of the body to bend the film in such a way that it conforms to the circumference of the body 1 at 1 and the frequency of the magnetization. The Fig. 3 shows, for example, an arrangement in current, for example via the one indicated in the figure, which of the motor 10 and the most magnetized slip rings, so a appears on the film Marking 45 devices supporting body 1 over the gear 2 kierung. The film is driven up along its width as well as the rotor 11, which is provided with a single-phase winding in alternating directions and which is constantly magnetically polarized, in the same way as the magnetic field of the stator 12 to be rotated with y is during the discussion «Of magnetic tapes in the longitudinal finds. This arrangement, too, is made possible by reversing the direction. By appropriately choosing the circulatory 50, the effective direction of the amplifier 5, the overspeed of the body 1, the distance from the reception of a function to its how-magnetizing devices on its circumference.

und der Frequenz des den Magnetisiervorrichtungen zu- Die bisher besprochenen Einrichtungen sind abgegeführten Wechselstromes läßt es sich erreichen, daß stimmt auf die Verwendung eines magnetempfmdlidie Magnetisierungsimpulse jeder der Magnetisiervor- 55 chen Kommandoträgers. Eine Einrichtung für die richtungen in die Markierung, die von der vorher über Aufnahme von Funktionen auf einem lichtempfmdden Film gewanderten Magnetisiervorrichtung erzeugt liehen Kommandoträger, beispielsweise einem Kinowurde, »einrasten«. Die auf dem Film erzeugte Mar- film, welcher die gleichen wesentlichen Merkmale kierung hängt dann eindeutig nur von der Phasenlage eigen sind, zeigt Abb. 4. An Stelle der Magnetisierdes die Markierung steuernden Wechselstromes ab. 60 einrichtung in der Einrichtung nach Abb. 1 ist hierand the frequency of the magnetizing devices. The devices discussed so far are removed Alternating current can be achieved that agrees with the use of a magnetic sensor Magnetizing impulses from each of the magnetizing units. A facility for the directions in the marking, which from the previous recording of functions on a light-sensitive Film wandered magnetizer generated borrowed commando, for example a cinema, "Click into place". The Marfilm produced on the film, which has the same essential characteristics marking then clearly only depends on the phase position, Fig. 4 shows. Instead of the magnetization the marking of controlling alternating current. 60 facility in the facility of Figure 1 is here

Es gehört — wie bereits gesagt — zu den wesent- die am zylindrischen Umfang in passendem AbstandAs already mentioned, it is one of the essentials on the cylindrical circumference at a suitable distance

liehen Merkmalen der Erfindung, den dem Film an mit Löchern versehene Trommel 13 und die durchborrowed features of the invention, the film to perforated drum 13 and through

der betreffenden Stelle einzuprägenden Funktionswert einen Wechselstrom steuerbare Lichtquelle 14 getre-function value to be impressed at the relevant point an alternating current controllable light source 14

eben durch diese Phasenlage darzustellen. Die Abb. 1 ten. Es entstehen auf dem Film Zonen zunehmenderto be represented by this phase position. Fig. 1 th. There are increasing zones on the film

zeigt eine von den Möglichkeiten, wie dies geschehen 65 und abnehmender Schwärzung in der gleichen Anord-shows one of the ways this can be done 65 and decreasing density in the same arrangement

kann. Der Wechselstrom wird dem Verstärker 5 ent- nung wie die Zonen wechselnder magnetischer Polari-can. The alternating current is fed to the amplifier 5 like the zones of changing magnetic polarity.

nommen, an dessen Eingang die einphasige Wicklung sation auf dem magnetempfindlichen Film nach Abb. 2.take, at the input of which the single-phase winding sation on the magnetically sensitive film according to Fig. 2.

des Rotors 6 angeschlossen ist, welcher sich im Dreh- Eine Einrichtung für die Wiedergabe zeigt die Abb. 5.of the rotor 6 is connected, which is in rotation. A device for playback is shown in Fig. 5.

feld des Stators 7 befindet. Während die Frequenz Die konstante Lichtquelle 15 wirft Licht durch diefield of the stator 7 is located. While the frequency the constant light source 15 throws light through the

des die Markierung steuernden Wechselstromes von 70 Löcher der sich drehenden Trommel 13 und den Filmof the mark controlling alternating current from 70 holes of the rotating drum 13 and the film

Claims

to the photocell 16, the photocurrent of which is increasingly fed to the rotor 6, which adjusts itself in accordance with the phase position of the photocurrent and thus in accordance with the function value in the rotating field of the stator 7. With the arrangements described, duplications of commando carriers can be carried out in a simple manner. Another advantage is that the function value transmitter can be arranged spatially separated from the recording device, so that the entire device can be conveniently operated. Patent claims:

1. Device for the inclusion of functions on ribbon-shaped command vehicles, in which the Command carrier moved through transversely to its longitudinal direction, at a distance at most the effective one Width of the command carrier successive and alternating modulating devices is modulated, characterized in that the modulating devices (1) are constantly with are preferably moved at a uniform speed and the command carrier a Imprint periodic, in particular sinusoidal, size in such a way that its phase position corresponds to that of the corresponds to the function value to be imprinted in the respective position.

2. Device according to claim 1, in particular for receiving functions on magnetizable Command carriers, characterized in that the movement drive of the modulating devices directly or via gear (2) by a synchronous motor (3) and that the modulating Size is an alternating voltage which is induced in the single-phase winding of a rotor (6) whose position in the stator (7) corresponds to the value of the function to be impressed on the command carrier is equivalent to.

3. Device for reproducing, in particular with devices according to claims 1 and 2 functions applied to ribbon-shaped command carriers, characterized in that that the command carrier (4) through transversely to its longitudinal direction uninterrupted in the same direction moving scanning devices that follow one another at a suitable distance from one another (1) is sampled and that an alternating current is controlled by the sample value, which a device which is known per se and which reacts to the phase position of the alternating current, in particular the single-phase winding of a rotor (6) rotatable in the rotating field of a stator (7), is fed.

4. Device for recording or playing back functions on magnetically sensitive command vehicles according to claims 1 to 3, characterized in that for recording or reproducing the function value continuously by one The axis of rotation that runs in the direction of the movement of the commando, rotating magnetic heads are provided.

5. Device for recording or playback of functions according to one of claims 1 to 3, characterized in that the recording or sampling of the function values on photographic Ways takes place.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,528,699;
Electronics magazine, December 1954, pp. 144 to 147.

1 sheet of drawings