DE1085596B - Apparatur zur UEbersetzung einer grafischen Darstellung in eine binaer verschluesselte Information - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, welche es gestattet, aus Zeichnungen elektrische Signale in binär verschlüsselter Form zur Steuerung von Punkt für Punkt arbeitenden Maschinen zu gewinnen.

Mit dem Erscheinen automatischer Maschinenanlagen, insbesondere von Maschinen, die Punkt für Punkt eine Tätigkeit ausführen, gewinnt die Steuerung der nacheinander auszuführenden Arbeitsvorgänge nach einem vorgegebenen Plan eine zunehmende Bedeutung. Bei Maschinen, die mit beliebigen Verschiebungen zwischen den einzelnen Punkten arbeiten, z. B. bei ösensetzmaschinen, Stanzpressen, Nietsetzmaschinen und automatischen Maschinenscheren, findet die Verwendung eines Gitternetzes mit vorgegebener Maschenweite eine immer größere Verbreitung.

Ein Gitternetz, das eine allgemeine Beliebtheit erreicht hat, hat eine Maschenweite von 2,5 mm. In diesem Gitter läuft eine Bewegung in mehreren Koordinaten in Stufen von 2,5 mm Länge ab. Die auszuführende Bewegung ist durch Schnittstellen der Gitterlinien auf der ganzen Arbeitsfläche festgelegt. Ein Vorteil der Verwendung einer derartigen Gitteranordnung liegt darin, daß jede einzelne Schnittstelle durch eine völlig eindeutige Kennzahl bezeichnet werden kann.

Grafische Darstellungen, z. B. technische Zeichnungen, werden in einem bestimmten Maßstab angefertigt. Die Maße der technischen Zeichnungen müssen nun in ein in Kennwerten verschlüsseltes Hilfsmittel übertragen werden, das zur Steuerung einer automatischen Apparatur verwendet werden kann.

Um die Aufgabe zu lösen, Werte aus grafischen Darstellungen, Karten oder Zeichnungen herauszuziehen und diese in mechanisch reproduzierbare Formen, z. B. auf Lochkarten, einen Lochstreifen oder ein Magnetband zu bringen, benutzt man bisher relativ verwickelte elektronische Rechenmaschinen.

Es ist auch eine Anordnung bekannt, von der eine grafische Darstellung in mehreren Koordinaten, nämlich auf einer Lochkarte, in binäre Informationen umgewandelt wird. Sie enthält Kontaktstifte, die beim Aufsuchen der einzelnen Punkte wirksam sind und gleichzeitig die aufgesuchten Punkte in binärer Form der Reihe nach eindeutig beziffern.

Έλη. Ziel der Erfindung ist es, bei solchen und ähnlichen Vorrichtungen die Arbeitsgeschwindigkeit in den Fällen beträchtlich zu steigern, in denen sich während einer längeren Zeit nur eine Koordinate ändert.

Bei einer Apparatur zur Übersetzung einer grafischen Darstellung mit mehreren Koordinaten in binär verschlüsselte Informationen mit je einer der betreffenden Koordinate zugeordneten Kontaktreihe, Apparatur zur übersetzung

einer grafischen Darstellung

in eine binär verschlüsselte Information

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Mai 1956

William Robbins Seigle,
New Hartford, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

mit einem zum gewünschten Punkt der Darstellung bewegbaren Druckstift und mit dem Druckstift zugehörigen Kontaktgebern, die zusammen mit den Kontaktreihen elektrische Schalter bilden, die die vom Wähler in der Darstellung ausgesuchte Lage in binärer Form darstellen, betätigt erfindungsgemäß der Druckstift auf Bewegungen ansprechende Schalter und zeigt nur diejenigen Koordinaten an, deren Wert gegenüber dem Wert des zuvor gewählten Punktes geändert ist. Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Ausschnitt eines binären Maßstabes, der in der Anordnung nach Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Teil der Fig. 1 längs der Linien 3-3;

Fig. 4 ist ein Schaltbild der elektrischen Einrichtungen des in Fig. 1 dargestellten Geräts;

Fig. 5 ist eine Ansicht eines vom Gerät nach Fig. 1 hergestellten, gelochten Streifens.

In Fig. 1 ist eine Platte 101 mit Löchern 102 dargestellt, die auf der Plattenoberrläche gitterartig verteilt sind. Die Löcher sind in Reihen angeordnet, die zu einander senkrechten Kanten 103 und 104 parallel sind. Die Reihen haben einen Abstand, welcher der gewünschten Maschenweite des Gitternetzes entspricht.

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Wenn ζ. B. der übliche 2,5 mm breite Zwischenraum benutzt wird, beträgt der Abstand einer Reihe von der nächsten 2,5 mm oder, falls die Abbildung im vergrößerten Maßstab gezeichnet ist, ein Vielfaches davon. Für die Wahl des gewünschten Zwischenraums ist die Erfahrung des Benutzers maßgebend. Jedoch hat es sich manchmal als zweckmäßig erwiesen, den \'ergrößerten Maßstab 2 :1 aus Gründen der Genauigkeit bei der Handhabung bedruckter Schalttafeln zu verwenden. Bei größeren Stücken ist der Maßstab 1:1 ζ weckmäß iger.

Das Loch 105 ist der Bezugspunkt, in dem beide Koordinaten Null sind. Eine Zeichnung, die den Ort der Punkte angibt, an denen Arbeitsvorgänge, z. B. ein Einsetzen eines Stiftes oder eine Lochung, stattfinden soll, wird auf die Oberseite der Platte 101 gelegt. Dabei wird ein Bezugspunkt der Zeichnung auf das Loch 105 gelegt.

Um jeden Punkt der Zeichnung erreichen zu können, ist ein verschiebbarer Druckstift 106 an dem Stifthalter 110 vorgesehen. Er ist so angeordnet, daß er parallel zu der Kante 103 verschoben werden und an einem Querträger 107 entlanggleiten kann, der wiederum parallel zu der Kante 104 verschiebbar ist.

Für jede der beiden Achsen ist ein binär verschlüsselter Maßstab vorgesehen, um den Abstand, um den der Druckstift von Punkt zu Punkt verschoben wird, abgreifen zu können. An der Kante 104 ist der eine binäre Maßstab 108 und an dem Querträger 107 der andere binäre Maßstab 109 dargestellt. Ein Ausschnitt eines solchen binären Maßstabes ist in Fig. 2 gezeigt. Jeder Reihe ist hierin eine binäre Zahl zugeordnet; die zugehörigen Dezimalwerte sind daneben wiedergegeben. Eine Mulde 201 entspricht hierbei der binären Zahl »Eins«, das Fehlen einer Mulde bedeutet die Zahl »Null«.

Eine Information der Stiftverschiebung wird aus den binären Maßstäben durch eine Betätigung von Schaltern herausgezogen, die über die Maß stäbe hinweggleiten können und mit Hilfe der Mulden in Tätigkeit gesetzt werden. Die Arbeitsweise der Schalter läßt sich deutlicher aus der Fig. 3 erkennen, die ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 ist. In Fig. 3 sind mehrere Mulden 201 dargestellt. Für jede derartige Muldenreihe ist ein Schalter 301 mit kleiner Hubhöhe vorgesehen, der geschlossen ist, wenn ein Schalthebel 302 mit einem passenden Anhänger 303 in eine Mulde hineinfällt.

Die binär verschlüsselte Information, die der augenblicklichen Lage des Querträgers 107 und des Stifthalters 110 entspricht, ist durch geöffnete und geschlossene Schalter dargestellt.

Die vorliegenden Informationen werden von Leitungen übertragen, die zu Kabeln 111 und 112 zusammengefaßt sind. Die Drähte 304 von den Schaltern im Stifthalter 110 her sind direkt zum Kabel 111 zusammengelegt. Die Drähte von den Schaltern im Querträger 107 sind in dem Kabel 112 zusammengefaßt.

Um die Übertragung der in den Schalterstellungen gespeicherten Information zu koordinieren, ist ein Plangeber 113 vorgesehen. Er koordiniert ebenfalls die Übertragung einer Information aus einem Funktionswähler 114, der eine ähnliche Schaltergruppe enthält, deren Einstellung auf Grund einer Funktion geschieht, z. B. einer Auswahl der Lochgröße in einer Lochungsmaschine usw. Die Information des Funktionswählers wird dem Plangeber über Verbindungen 115 zur Verfügung gestellt. Der Plangeber übermittelt die Informationen über Leitungen 117 einem Registriergerät 116. Das Registriergerät kann ein Gerät zur Lochung von Streifen oder Karten oder ein magnetisches Registriergerät mit einem Magnetband usw. sein. Der Plangeber wird durch die Senkung des Druckstiftes in Betrieb gesetzt.

Um zu gewährleisten, daß sich der Druckstift in einem Gitterschnittpunkt befindet, wenn er sich senkt, ist er so dimensioniert, daß der Plangeber nicht eher in Tätigkeit treten kann, bis der Stift die auf der

ίο Oberseite der Platte 101 liegende Zeichnung durchdringt und einem der Löcher 102 in der Platte sitzt. Um zu verhindern, daß sich die Ortsangabe während der für den Plan bestimmten Ablesung ändert, wird der Stift in der gesenkten Stellung festgehalten, bis die Ablesung abgeschlossen ist. Die Betriebsweise der Einrichtung wird an Hand der Fig. 4 beschrieben.

In Fig. 4 sind der Drückstift 106, eine im Querträger 107 (Fig. 1) enthaltene Schaltergruppe 402, eine im Stifthalter 110 (Fig. 1) vorhandene Schaltergruppe 403 und eine Schaltergruppe 404 dargestellt, die sich in dem Funktionswähler 114 (Fig. 1) befindet. Der Plangeber enthält Nockenschalter 405 bis 413, die von einem Motor 417 über die Kupplung 414 angetrieben werden, wenn die Klinke 415 gelöst ist. Ein Hauptschalter 416 ermöglicht eine Abschaltung des Motors 417 von den Stromzuführungen 418 und 419. Wenn im Betrieb der Druckstift 106 in eine neue Lage gebracht wird, schließen sich die Schalter 420 und 421 kurzzeitig. Diese Schalter sind Gleitschalter, die am Querträger und Stifthalter angebracht sind und einen kurzzeitigen Kontakt herstellen, wenn der Druckstift verschoben wird. Falls der Druckstift nicht bewegt wird, sind die Schalter 420 und 421 offen. Durch den Schalter 420 wird ein Relais 425 von einer Stromquelle 422 über Leitungen 423 und 424 mit Strom versorgt und in Tätigkeit gesetzt. Die Erdung des Relais 425 findet über die Leitung 426 und normalerweise verbundenen Kontakte 413 α statt. Wenn sich das Relais 425 schließt, rasten in dieser Lage seine Haltekontakte ein. In ähnlicher Weise schließen sich die Relais 427 und 428, wenn eine kurzzeitige Schließung der Schalter 421 und 429 erfolgt.

Wenn der Druckstift den erwünschten Punkt erreicht hat, wird er mit der Hand gedrückt, so daß die Kontakte 430 miteinander verbunden werden. Infolge dieser Verbindung wird den Spulen 431 und 432 Strom zugeführt und eine Spannung an den Kontakt α des Relais 433 angelegt. Die Erdung der Spule 431 ist über die Leitung 426 und die normalerweise verbundenen Kontakte 413 a vorgesehen. Die Spule 431 hält den Druckstift in seiner gesenkten Lage fest, wodurch eine Veränderung der Schalterstellungen verhindert wird, bis der Plangeber seinen Arbeitszyklus vollendet hat.

Gleichzeitig wird durch den der Magnetspule 432 zugeführten Strom die Klinke 415 angehoben und die Drehbewegung der nun eine einzige Drehung ausführenden Kupplung freigegeben. Da die Klinke ja vor der Vollendung des Arbeitszyklus gelöst werden muß, um einen einzigen Zyklus nicht zu überschreiten, erfolgt die Erdung über die normalerweise verbundenen Kontakte c und d des Relais 433. Sobald die Kontakte des Nockenschalters 405 geschlossen sind, wird Strom über die Zuleitungen 435 und 436 zugeführt, um das Relais 433 zu schließen. Durch das Schließen des Relais 433 wird die Erdung der Spule 432 unterbrochen. Infolgedessen fällt die Klinke 415 der Kupplung wieder in eine Lage zurück, in der die Kupplung nach einer einzigen vollständigen Umdrehung angehalten wird. Der über den Kontakt α des Relais 433 gelei-

tete Strom hält das Relais in seiner durch die Erregung gegebenen Lage fest, bis die Information vollständig übertragen worden ist. Dann erst wird das Relais durch Betätigung des Schalters 413 gelöst.

Da die die Lage des Stiftes betreffenden Angaben als Zahlenwerte zur Verfügung gestellt werden, ist es in einigen Fällen vorteilhaft, daß angezeigt wird, welche Achseninformation gerade auf das angeschlossene Registriergerät übertragen wird. Zu diesem Zweck ist ein Relais 450 vorgesehen. Wenn das Relais 425 geschlossen ist, was eine Verschiebung längs der einen Achse anzeigt, wird dem Relais 450 über die geschlossenen Kontakte des Relais 425 und des Schalters 406 und über eine Leitung 451 Strom zugeführt. Gleichzeitig wird an die eine Seite aller von dem Relais 450 betätigten Kontakte eine Spannung angelegt. Durch die Schließung des Relais 450 werden dann die mit den Ausgangsklemmen 440 bis 447 verbundenen Leitungen mit Leistung versorgt mit Ausnahme einer Leitung 452, die an die Ausgangsklemme 441 angeschlossen ist. Dieser Vorgang zeigt an, daß beispielsweise die Bewegung des Stiftes längs der Kante 104 der in Fig. 1 gezeigten Platte auf das Registriergerät übertragen wird. Das Fehlen eines Impulses an der Ausgangsklemme 441 reicht aus, um deutlich die diese Achse betreffende Information erkennen zu können.

Wenn sich die Nockenschalter weiter drehen, werden die Kontakte des Schalters 406 geöffnet und die des Schalters 407 geschlossen. Hierdurch erhält das Relais 455 Strom über die Leitung 456. Durch das Anziehen des Relais 455 werden alle zugehörigen Kontakte α bis h geschlossen.

Über die jeweils geschlossenen Schalter 458 bis 465 werden, wenn das Relais 455 geschlossen ist, von der Leitung 423 her die Ausgangsklemmen 440 bis 447 mit Spannung versorgt.

Auf ähnliche Weise wird die binär verschlüsselte Information, die sich auf die Stellung des Druckstiftes in der anderen Koordinatenachse bezieht, auf das angeschlossene Registriergerät übertragen, wenn das Relais 427 durch eine Verschiebung des Druckstiftes längs dieser, Achse geschlossen worden ist. Um die Information zu geben, daß von nun an Werte einer neuen Koordinate auf das Registriergerät übertragen werden sollen, wird das Relais 470 durch den Schalter 408 geschlossen, so daß die Ausgangsklemmen mit Ausnahme der Klemme 440 mit Spannung versorgt werden. Von dieser wird der Strom infolge Fehlen eines zu einer Leitung 471 gehörigen Kontakts ferngehalten.

Der Gebrauch eines binären Schlüssels, mit dem man eine Information geben kann, die die Lage des Druckstiftes auf zueinander senkrechten Achsen betrifft und die mit einem binären Zahlensystem verbundenen Vorteile lassen auch die Verwendung eines binären Schlüssels in der Hilfseinrichtung 114 nach Fig. 1 vorteilhaft erscheinen. Aus diesem Grund hat man Schalter 475 bis 482 (Fig. 4) vorgesehen, damit sich ein binärer Äquivalentwert der für den besonderen Anwendungszweck notwendigen Hilfsinformation ergibt. Wenn es z. B. erwünscht ist, einen Planstreifen für eine Lochstanzmaschine herzustellen, kann die Hilfseinrichtung so eingestellt werden, daß sie die Lochgröße in binärer Form liefert. Wenn z. B. die Zahl 5 verwendet werden soll, würden der Schalter 475, der einer 2°-Stelle im binären System entspricht, und der Schalter 477, der einer 2²-Stelle im binären System zukommt, geschlossen. Die Übertragung auf den Lochstreifen geschieht auf die gleiche Weise, wie hinsichtlich der Übertragung einer Abstandsinformation geschildert wurde. Wieder setzt ein Relais 485 fest, welche Information folgen soll. In diesem Fall wird die Spannung von den Ausgangsklemmen 440 und 441 ferngehalten. Die Arbeitsweise des Relais 485 wird hier von dem Schalter 410 gesteuert. Dann wird die Information, die die erwünschte Funktion betrifft, durch Schließung der zum Schalter 411 gehörigen Kontakte auf das Band übertragen.

ίο Bei den meisten Apparaturen, mit denen ein Arbeitsplan übertragen wird, wünscht man noch eine Anzeige dafür, daß das Gerät in die richtige Stellung gebracht und die Funktion, z. B. die Lochergröße, ausgewählt ist, damit die Maschine die gewünschte Arbeit vollenden kann. Hierfür wird ein Relais 486 von einer Leitung 487 aus über die geschlossenen Kontakte des Schalters 412 mit Strom versorgt. Durch die Schließung der Kontakte dieses Relais wird ein beliebig verschlüsseltes Signal der Bandlochungsmaschine zugeführt. Es wird hierbei ein Signal allen Anschlußklemmen 440 bis 447 zugeleitet.

Nach Vollendung eines einzelnen Arbeitszyklus wünscht man, die Apparatur wieder in die Ausgangslage zurückzustellen und sie in einen Zustand zu bringen, in dem sie eine neue Information übermitteln kann. Zu diesem Zweck ist hier eine Erdung für die Relais 425, 427 und 428 vorgesehen, die über die normalerweise geschlossenen Kontakte des Schalters 413 erfolgt. Wenn sich die Kontakte dieses Schalters öffnen, ist die Verbindung mit der Erde unterbrochen, und die Relais öffnen sich. In ähnlicher Weise ist auch die Haltespule 431 des Druckstiftes 106 über die normalerweise geschlossenen Kontakte des Schalters 413 geerdet. Wenn daher die Relais abgefallen sind, wird der Druckstift freigegeben, so daß er sich nach oben herausziehen läßt. Hierbei wird auch der vom Relais 433 über dessen Kontakte α und b geleitete Strom unterbrochen und dadurch der gesamte Arbeitsplangeber in die Ausgangsstellung gebracht.

Eine Weiterdrehung des Plangebers wird durch die Klinke 415 verhindert, die die Kupplung verriegelt, wobei der Plangeber auf seine nachfolgenden Arbeiten vorbereitet wird.

Die Schalter 420, 421 und 429 können auch durch eine direkte Verbindung ersetzt und die Relais 425, 427 und 428 weggelassen werden. In diesem Fall werden jedesmal, wenn der Druckstift gesenkt ist, eine Koordinatenangabe und eine Hilfsinformation über die Funktion auf das Registriergerät übertragen. Das in Fig. 4 wiedergegebene Schaltbild hat den Vorteil, daß die Koordinatenangabe für eine Achse nicht auf das Registriergerät gebracht wird, wenn nicht der Stift an dieser Achse entlanggeführt wird. Weil die meisten Apparaturen nur längs einer einzigen Achse in Tätigkeit bleiben, wenn sie nicht in besonderer Weise geschaltet werden, um diese Linie zu verlassen, bringt die Schaltung nach Fig. 4 den Vorteil mit sich, daß infolge Weglassens einer Koordinatenängabe, wenn diese nicht wirklich geändert wird, die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschinen erhöht werden kann.

Ein anschauliches Musterbeispiel für einen gelochten Streifen, der gemäß der an Hand der Fig. 4 beschriebenen Ausführungsform der Erfindung hergestellt ist, ist in Fig. 5 zu sehen. An der Seite befindet sich für jede Reihe gestanzter Löcher eine Übersetzung der in binär verschlüsselter Form empfangenen Information.

Die Schalter 458 bis 465 in Fig. 4 können mechanisch bewegliche Schalthebel aufweisen oder einfach

als Bürstenkontakte eingerichtet sein, die über eine gedruckte Schaltung der Platte 101 gleiten. Es können auch leitende, gedruckte Schaltkontakte an die Orte der in Fig. 1 gezeigten Vertiefungen gesetzt werden.

Bei einigen Anwendungen können auch die Relais 450, 470 und 485 weggelassen werden. In diesem Fall würde die Unterscheidung der gelochten Informationen allein aus der Lochstreifenfolge geschehen. Jedoch ist es meist ratsam, ein Hilfsmittel zur Unterscheidung der gelochten Informationen vorzusehen, so daß eine vollautomatische Maschinenanlage ihre Steuersignale von dem mit der erfindungsgemäßen Einrichtung gespeicherten Programm erhalten kann.

Die Erfindung kann auch in Verbindung mit anderen Koordinatensystemen als dem rechtwinkligen, z. B. mit einem sphärischen, verwendet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Apparatur zur Übersetzung einer grafischen Darstellung mit mehreren Koordinaten in binär verschlüsselte Informationen, mit je einer der be-

treffenden Koordinate zugeordneten Kontaktreihe, mit einem zum gewünschten Punkt der Darstellung bewegbaren Druckstift und mit dem Druckstift zugehörigen Kontaktgebern, die zusammen mit den Kontaktreihen elektrische Schalter bilden, die die vom Druckstift in der Darstellung ausgesuchte Lage in binärer Form darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (106) auf Bewegungen ansprechende Schalter (420, 421) betätigt und nur diejenigen Koordinaten anzeigt, deren Wert gegenüber dem Wert des zuvor gewählten Punktes geändert ist.

2. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinate identifizierende Kodeschalter (450, 470) den Fühlschaltern (402, 403) zugeordnet sind, so daß sowohl die Koordinate als auch deren Wert in binärer Form festgestellt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 715 703.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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