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Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Einstellen eines Maschinenteils
Es ist bereits ein Verfahren zum automatischen Einstellen eines Maschinenteils in
eine einem digital vorgewählten Maß entsprechende Position bekannt, wobei für wenigstens
einen Teil der Einstellung wiederholt die Anzahl von einseitig einer Bezugsmarke
liegenden Teilen einer Skala bzw. die Bezugsmarke elektrooptisch abgetastet und
die durch Abtastung der Skala erhaltene Impulsreihe durch einen von der Bezugsmarke
verursachten Bezugsimpuls unterbrochen wird, worauf durch digitales Auszählen der
durchgelassenen Impulse die Lage der Bezugsmarke auf der Skala ermittelt und der
Maschinenteil nötigenfalls entsprechend nachgestellt wird. Bei diesem bekannten
Verfahren wird die Abtastung der auf durchsichtigen Trägern angebrachten Bezugsmarken
und eines Skalenteils durch zwei durch die Träger durchtretende Lichtstrahlen, die
synchron abgelenkt werden, abgetastet, wobei das durchtretende Licht auf je eine
Photozelle fällt, die die elektrischen Ausgangsimpulse erzeugt. Diese bekannte Vorrichtung
ist mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Die rein mechanisch vorzunehmende Ablenkung
der Lichtstrahlen ist umständlich und unzuverlässig. Es ist schwer, den erforderlichen
Synchronismus beider Lichtstrahlen zu gewährleisten. Die Skalenträger müssen aus
durchsichtigem Material bestehen, das für längere Skalen nicht die erforderliche
Stabilität aufweist. Da die Abtastung notwendigerweise direkt durch die primäre
Lichtquelle erfolgen muß, ist eine optische Vergrößerung der Skalen oder Bezugsmarken
vor deren Abtastung ausgeschlossen, so daß die Skalenteilung der gewünschten Einstellgenauigkeit
entsprechen muß. Soll z. B. eine Einstellgenauigkeit von 1/looo mm erreicht werden,
so sind Skalenstriche einer Dicke von 1/2ooo mm erforderlich. Eine solche Skala
ist äußerst schwierig herzustellen. Außerdem dürfte es ausgeschlossen sein, genügend
scharfe, ablenkbare Lichtstrahlen zu erzeugen, die eine derart feine Skala mit hinreichendem
Auflösungsvermögen abzutasten vermögen.
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Es ist das Ziel der Erfindung, diese wesentlichen Nachteile zu beheben.
Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß von der
Skala und der Bezugsmarke eine Abbildung erzeugt und diese Abbildung rein elektronisch
mittels eines einzigen Elektronenstrahles, z. B. einer Bildröhre, durch je eine
einzige Strahlablenkung abgetastet wird. Da die Skalenteile bzw. Bezugsmarken vor
ihrer Abtastung abgebildet werden können und müssen, können die Skalen- und Bezugsmarkenträger
aus undurchsichtigem Material bestehen. In jedem Falle kann mit der Abbildung eine
Vergrößerung vorgenommen werden, so daß ein genügendes Auflösungsvermögen mit einem
in üblichem Ausmaß fokussierten Elektronenstrahl erfolgen kann. Die rein mechanische
Ablenkung fällt dahin. Es wird mittels eines einzigen Strahls abgetastet, so daß
auch ein Synchronisieren zweier Strahlen nicht erforderlich ist: Da ohnehin eine
Vergrößerung der Skalen und Bezugsmarken möglich und vorteilhaft ist, kann die feiner
geteilte Skala vorzugsweise ortsfest an einer Stelle des Abbildungssystems angeordnet
werden und eine gröbere Teilung aufweisen, als der zu erreichenden Einstellgenauigkeit
entspricht. Eine ähnliche weitere Erleichterung ist auch dadurch möglich, daß durch
an sich bekannte elektronische Vervielfachung der Ausgangsimpulse das Auflösungsvermögen
über das durch die Skalenteilung gegebene Maß vervielfacht wird.
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Es ist zwar bekannt, bei einer elektrischen Programmsteuerung die
Antriebsmittel durch elektrische Signale zum Arbeiten zu bringen, die aus dem fortlaufenden
Vergleich von zwei Bildern abgeleitet sind, wobei die beiden Bilder mittels einer
Bildwandlerröhre ohne Abtaststrahl zum Vergleich gebracht werden. Eine solche Bildwandlerröhre
ist jedoch zur Abtastung einer Skala zur Auszählung von Skalenstrichen völlig ungeeignet.
Auch stellt der Vergleich zweier Bilder eine Lösungsidee dar, die keineswegs mit
dem erfindungsgemäßen Auszählen einer Zahl von Skalenstrichen und dem Vergleichen
dieser Zahl mit einer vorgewählten elektrisch gespeicherten Zahl vergleichbar ist.
Trotzdem also bestimmte andersgeartete Bildröhren bei Programmsteuerungen von Vorrichtungen
bereits eingesetzt wurden, war die erfindungsgemäße Anwendung nicht nahegelegt.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung
des oben angegebenen Verfahrens.
Ein Ausführungsbeispiel dieser
Vorrichtung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben, in welcher F i
g. 1. ein Schaltschema der Anlage zur Grobeinstellung darstellt; F i g. 2 zeigt
die Vorrichtung zum Abtasten der Skalen; F i g. 3 ist eine Darstellung des abgetasteten
Bildes in etwa natürlicher Größe; F i g. 4 zeigt ein Blockschema der elektronischen
Schaltung zur Auswertung der Bildsignale; F i g. 5 veranschaulicht die gegenseitige
zeitliche Lage verschiedener wesentlicher Vorgänge in der Auswertungsapparatur,
und F i g. 6 zeigt schematisch die der Abtastvorrichtung nach F i g. 2 zugeordnete
digitale Auswertungsvorrichtung.
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Die dargestellte Vorrichtung dient zur Einstellung eines Maschinenteils
1, beispielsweise des Spanntisches einer Werkzeugmaschine. An Hand der Fig. 1 wird
vorderhand die Grobeinstellung des Tisches 1 erläutert, und zwar ist für die ganze
Beschreibung angenommen, der Tisch 1. sei nur in Horizontalrichtung in F i g. 1
beweglich, und zwar um einen totalen Hub von rund 8 cm. Der Tisch 1 wird mittels
eines hydraulischen Zylinders 2 verstellt, welcher in bekannter Weise über ein Elektroventil
3 umgesteuert werden kann. Das Ventil kann durch Relaiskontakte 4 bis 7 wahlweise
mit entgegengesetzt gepolten Stromquellen verbunden werden, wobei das Ventil 3 bzw.
der Antriebszylinder 2 in der einen oder anderen Richtung umgesteuert werden, je
nachdem das Ventil in der einen oder anderen Richtung stromdurchflossen ist. Mit
den Kontakten 4 und 5 bzw. 6 und 7 in Serie geschaltete, variable Widerstände 8
bzw. 9 gestatten, die jeweilige Stromstärke und damit die vom Ventil 3 durchzulassende
Druckmittelmenge einzustellen.
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Der Tisch 1 ist mit einer nicht näher dargestellten Zahnstange versehen,
welche über ein ebenfalls nur schematisch angedeutetes Getriebe Räder
10 und 11
mit je um den Faktor 10 verschiedenen Drehzahlen antreibt,
wenn der Tisch verschoben wird. Im Ausführungsbeispiel wird angenommen, das Rad
10 führe eine Zehntelumdrehung, also einen Einheitsschritt für 1 cm Tischverschiebung,
und das Rad 11 eine Zehntelumdrehung, also einen Einheitsschritt für 1 mm Tischverschiebung
aus. Selbstverständlich könnten aber weitere Dekaden vorgesehen sein, welche den
Tischhub von ungefähr 8 cm auf 8 dm oder 8 m auszudehnen erlauben.
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Mit den Rädern 10 und 11 ist über schematisch dargestellte Wellen
je ein System von Schleifringen 12 und 13, welche mit halbkreisförmigen Kontaktsegmenten
14 bzw. 15 verbunden sind, gekuppelt, und diese als Ganzes starren Systeme folgen
der Drehung der Räder 10 und 11. Beiden Dekaden ist ein Paar von Relais
16 und 17 zugeordnet, welche die oben bezeichneten Kontakte 4 bis 7 und Verriegelungskontakte
18 bis 21 überwachen. Die Relais 16 und 17 der Millimeterdekade sind über Bürsten
direkt mit den Schleifringen 13 bzw. 12 verbunden, während die Relais 16 und 17
der Zentimeterdekade über Ruhekontakte 22 bzw. 23 von Relais 24 bzw. 25 mit den
Schleifringen 13 bzw. 12 dieser Dekade verbunden sind. Die Relais 16 und 17 der
Zentimeterdekade sind außerdem über Arbeitskontakte 26 bzw. 27 der Relais 25 bzw.
24 direkt mit einer Stromquelle verbindbar. An dieselbe Stromquellf sind über Bürsten
ebenfalls Schleifringe 28 ange. schlossen, welche mit je einer auf den Segmenten
14 und 15 laufenden Bürste 29 verbunden sind.
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9 Punktiert angedeutete mechanische Verbindunger zeigen, daß die Schleifringe
28 zusammen mit weiteren, später beschriebenen Teilen von je einem Schrittschaltrelais
30 angetrieben werden können. Die Schrittschaltrelais 30 sind von je einem Ruhekontakt
31 eines Relais 32 überwacht, welches mit einem Schleifring 33 eines der nächst
niedrigeren Dekade zugeordneten Schalters verbunden ist.
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Die Schrittschaltrelais 30 betätigen Bürsten 34 von Wählern 35, welche
einen äußeren Kranz von mit 0 bis IX bezeichneten Segmenten 36 aufweisen. Jedem
der Segmente 36 sind drei innere Segmente 37 zugeordnet, wobei je eine Gruppe von
drei einer Stelle zugeordneten Segmenten 37 in zyklischer Reihenfolge mit einer
von drei Leitungen 38, 39 und 40 verbunden ist. Die Leitungen 38, 39 und 40 sind
an drei je einen Winkel von 120° einnehmende Segmente 41, 42 und
43 eines Schalters der nächst niedrigeren Dekade angeschlossen. Zwischen
den Segmenten 41 bis 43 und den Schleifringen 33 sind Bürsten 44 angeordnet, welche
winkelgetreu mit den Bürsten 34 der Wähler 35 von den Schrittschaltrelais 30 angetrieben
werden, wie die punktiert dargestellten mechanischen Verbindungen andeuten.
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Jeder in F i g. 1 dargestellten Dekade ist ein Vorwählschalter 45
zugeordnet, über welchen je eines der Segmente 36 der zugeordneten Wähler 35 wirksam
gemacht werden kann.
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Die der Vorwahl der Zehntelmillimeter dienende, in F i g. 1 ganz rechts
dargestellte Dekade unterscheidet sich von den übrigen Dekaden dadurch, daß den
Segmenten 36 des Wählers 35 nur je ein inneres Schaltsegment 46 zugeordnet ist.
Ferner ist mit dem Schrittschalter 30 eine Nockenscheibe 47 verbunden, welche drei
um je 120° verschobene, gleichartig ansteigende Kurvenstücke 48 aufweist. Die Nockenscheibe
47 arbeitet auf einen federbelasteten Stift 49,
welcher über einen
Hebel oder sonstigen geeigneten Mechanismus, welcher in F i g. 1 schematisch durch
eine punktierte Linie 50 angedeutet ist, auf den die Segmente 36 und 37 tragenden
Stator des Wählers 35 wirkt und diesen Stator leicht im Uhrzeigersinn aus der dargestellten
Lage dreht, wenn der Stift 49 aus der dargestellten Lage über eine der ansteigenden
Kurven 47 aufläuft und nach außen gedrängt wird. Durch römische Ziffern ist angedeutet,
daß den Kurventeilen 47 die Wählerstellungen 0 bis II, III bis V und VI bis IX des
Wählers 35 der Zehntelmillimeterdekade zugeordnet sind.
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Auch die Zentimeterdekade, d. h. die letzte Dekade, unterscheidet
sich von der als normale und in beliebiger Zahl als Zwischendekade einfügbaren Millimeterdekade
dadurch, daß an Stelle der Schalter 33, 41 bis 44 ein Schalter mit zwei ungleich
langen, etwa halbkreisförmigen Segmenten 51 und 52 vorgesehen ist, welche durch
eine mit dem Schrittschalter der Zentimeterdekade verbundene Bürste 53 mit einem
Schleifring 54 verbunden werden können. Der Schleifring 54 ist mit der Stromquelle
verbunden, während die Segmente 51 und 52 mit Nockenschaltern 55 bzw. 56 verbunden
sind, welche die Relais 25 bzw. 24 überwachen. Wie die punktierten mechanischen
Verbindungen andeuten, werden die den Schaltern 55 und 56 zugeordneten Nocken 57
und 58
gemeinsam vom Getrieberad 10 angetrieben; römische Ziffern
zeigen an, während welcher Stellungen des Rades 10 bzw. des Tisches 1 die Schalter
55 bzw. 56 geschlossen sind.
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Die Verriegelungsschalter 18 bis 21 überwachen ein Relais 59, welches
über seinen Kontakt einen Steuerimpuls an die später beschriebene Feineinstellvorrichtung
abgibt, wenn alle Schalter 18 bis 21 geschlossen sind.
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Es sei noch erwähnt, daß die Zuleitungen zu den Vorwählschaltern 45
bzw. zu den Wählern 35 von der Stromquelle getrennt dargestellt sind. Es soll damit
angedeutet werden, daß zwischen die dargestellten Anschlußkontakte 60 und 61 und
die Speiseschiene 62 eine Lochkarte eingeführt werden kann, um die Vorwahl zu bewirken.
Gestattet die eingeführte Lochkarte eine Verbindung zwischen der Schiene 62 und
einem der Kontakte 61, so wird der Wähler nachträglich in die durch diesen Kontakt
bestimmte Stellung laufen. Wird dagegen durch die Lochkarte nur der Kontakt 60 mit
der Schiene 62 verbunden, so wird die nachträgliche Wählerstellung der durch den
Handschalter 45 vorgewählten Stellung entsprechen.
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Die Grobeinstellvorrichtung ist in F i g. 1 in Ruhestellung dargestellt,
wobei alle Wähl- und Steuerschalter in ihre Nullstellung gelaufen sind und wobei
auch der Tisch 1 in seine Nullstellung zurückgelaufen ist. Es wird im folgenden
stets lediglich von Rechtslauf oder Linkslauf des Tisches 1 gesprochen, wobei der
Anschaulichkeit halber angenommen wird, die in F i g. 1 rechts liegenden Relais
17 bewirken in erregtem Zustande Rechtslauf des Tisches, während die links dargestellten
Relais 16 in erregtem Zustande Linkslauf bewirken. Rechtslauf ist gleichbedeutend
mit Vorlauf des Tisches 1 in Richtung zunehmender Masse.
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Soll nun der Tisch aus der dargestellten Ruhelage, welche dem Maß
»Null« entspricht, in eine bestimmte Arbeitsstellung verschoben werden, so wird
entweder durch Einführen von Lochkarten zwischen die Schienen 62 und die Kontakte
61 oder aber durch Vorwahl mittels der Handschalter 45 für jede Dekade die gewünschte
Ziffer eingestellt. Die Einstellung erfolgt auf rund 1/1o mm genau. Es wird angenommen,
der Tisch sei aus seiner Nullstellung um 6,45 cm zu verschieben, in welchem Falle
durch Einführen von einer Lochkarte oder Betätigung der Schalter 45 diese Zahl vorgewählt
wird, indem in der Zentimeterdekade das Segment 36v1, in der Millimeterdekade das
Segment 361v und in der Zehntelmillimeterdekade das Segment 36v des Wählers mit
der Schiene 62 verbunden wird. Wird jetzt durch Druck auf einen Startknopf die Stromquelle
angeschaltet, so werden die angeschalteten Wählersegmente unter Spannung gesetzt.
Zugleich beginnen alle über die noch geschlossenen Relaiskontakte 31 mit der Stromquelle
verbundenen Schrittschalter 30 zu laufen und bewegen die Bürsten 34 über die Wählersegmente
36. Sobald dabei die Bürste 34 auf das gewählte, stromführende Segment 36 aufläuft,
wird in der Zehntelmillimeterdekade das Relais 32 erregt und schaltet den Schrittschalter
30 aus, während in den höheren Dekaden die zugeordneten Relais 32 über eine der
Leitungen 38 bis 40 erregt werden. Diese Wähler werden also schließlich eine Stellung
erreichen, welche innerhalb des wirksamen Segments 36 nnrh rlilrrh rlac in
der närhct llnti-ri-n T)r-lrnrip durch die Bürste 44 verbundene Segment 41, 42 oder
43 bestimmt ist. Läuft also der Wähler der nächst unteren Dekade in eine Stellung
0 bis II, so wird der Wähler der nächst höheren Dekade im ersten Drittel der Bürste
36 stehenbleiben. Werden in der unteren Dekade Ziffern zwischen 111 und V oder zwischen
VI und IX gewählt, so wird der Wähler der höheren Dekade im mittleren bzw. letzten
Drittel des wirksamen Segments 36 stehenbleiben. Beim Wähler der in F i g. 1 in
der Mitte dargestellten Millimeterdekade wird nun die Lage des Wählers außerdem
noch davon abhängen, in welcher Stellung sich der die Segmente 36 und 37 tragende
Stator befindet. Im oben angenommenen Beispiel wird der Wähler der . Zehntelmillimeterdekade
die Stellung V erreichen, so daß der Stift 49 sich am oberen Ende der mittleren,
den Ziffern 111 bis V zugeordneten Nockenkurve 47 befindet und somit den
Stator des Millimeterwählers 35 um einen maximalen Betrag im Uhrzeigersinn verschwenkt
hat. Außerdem wird die Bürste 44 in der Zehntelmillimeterdekade auch die Stellung
V erreichen und sich somit auf dem mittleren Segment 42 befinden. Der Wähler der
Millimeterdekade wird somit im mittleren Drittel des Segments 361v bzw. auf dem
ihm zugeordneten mittleren Segment 37 stehenbleiben, aber da diese Segmente 361v
und 37 um einen maximal möglichen Betrag im Uhrzeigersinn verschoben sind, wird
die Einstellung am oberen Ende des zweiten Drittels entsprechend der in der Zehntelmillimeterdekade
gewählten Ziffer V erfolgen.
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Mit den Bürsten der Wählschalter 35 sind nun in der Millimeter- und
Zentimeterdekade auch die Bürsten 29 und die Bürste 53 verstellt worden. Die Bürste
29 der Zentimeterdekade wird entsprechend einer Wählerverstellung um sechs Schaltschritte
auf das untere Ende des Segments 15 gelangen, während die Bürste 53 auf das
Segment 52 gelangen wird. Die Bürste 29 der Millimeterdekade ist an das untere Ende
des Segments 14 gelangt. Da sich inzwischen der Maschinentisch 1 noch nicht bewegt
hat, werden sich die Schalter 55 und 56 in der in F i g. 1 dargestellten Lage befinden.
Es wird daher nach erfolgter Vorwahl direkt ein Strom von der Stromquelle über den
Schleifring 54, die Bürste 53, das Segment 52, den Schalter 56 und das Relais 24
fließen, so daß die Kontakte 22 und 27 dieses Relais umgelegt werden. Kontakt 22
schaltet damit die Zuleitung zum Segment 15 der Zentimeterdekade ab. Das Relais
17 erhält Strom über den umgelegten Kontakt 27 des Relais 24 und schaltet mit seinem
Kontakt 5 eine negative Spannung an das Ventil 3, womit der Rechts- oder Vorlauf
des Tisches 1 einsetzt. Zugleich unterbricht das Relais 17 mit seinem Kontakt 19
die Speisung der Relais 16 und 17 der niedrigeren Dekade. Der Widerstand 8 bestimmt
die im Ventil 3 fließende Stromstärke und somit die Vorlaufgeschwindigkeit des Tisches,
welche relativ hoch gewählt werden kann. Dabei wird das Rad 10 vom Tisch im Uhrzeigersinne
mit einer Umdrehung pro 10 cm Tischverschiebung angetrieben und dreht damit die
Segmente 14 und 15 sowie die Nocken 57 und 58 mit derselben Geschwindigkeit. Die
Bürste 29 wird dabei bald vom Segment 15 ablaufen und auf das Segment 14 gelangen,
womit über das Segment 14, den Schleifring 12 und den Ruhekontakt 23 des Relais
25 ebenfalls das Relais 17 erregt und damit der Rechts- oder Vorlauf des Tisches
1 aufrechterhalten wird. Es tritt daher keine Änderung ein,
wenn
nach einer Tischverschiebung von 4 cm der Nocken 58 den Schalter öffnet und damit
das Relais 24 entregt. Es tritt auch keine Änderung ein, wenn nach 5 cm Vorlauf
des Tisches der Schalter 55 durch den Nocken 57 geschlossen wird, da das Segment
51 stromlos ist. Ist auch das Segment 14 vollständig unter der Bürste 29 durchgelaufen,
so wird das Relais 17 der Zentimeterdekade stromlos und setzt den Tisch still. Da
in der Millimeterdekade die Ziffer 4 vorgewählt war, war der Zentimeterwähler 35
in eine mittlere, durch Segment 42 der Millimeterdekade bestimmte Stellung auf seinem
Segment 36v, gelaufen, so daß der Tisch in einer Stellung anhalten wird, welche
ungefähr 6,5 cm entspricht, wenn noch irgendwelche Ansprechverzögerungen und Trägheiten
berücksichtigt werden. Die Segmente 14 und 15 der Millimeterdekade sind bei der
bisherigen Einstellung um mehrere Umdrehungen gedreht worden und gelangen schließlich
unter der vorstehenden Annahme in eine Stellung, in welcher die bei der Vorwahl
um vier Einheitsschritte im Uhrzeigersinne gedrehte Bürste 29 der Millimeterdekade
leicht auf das Segment 15 aufgelaufen ist, da ja die Segmente 15 und 14 um einen
5 mm entsprechenden Betrag verdreht worden sind, während die Bürste nur um eine
etwa 4,6 mm entsprechende Drehung vorgewählt worden ist. Wenn daher nach erfolgter
Einstellung in der Zentimeterdekade das Relais 17 abfällt, so wird der Verriegelungskontakt
19 geschlossen, und die Einstellung in der Millimeterdekade kann beginnen. Im vorliegend
angenommenen Fall wird dabei das Relais 16 über die Bürste 29 und das Segment 15
Strom erhalten, womit Linkslauf bzw. Rücklauf kurzzeitig eingeschaltet wird, bis
der Maschinentisch aus der vorher erreichten Einstellung 6,5 cm in die vorgewählte
Stellung 6,4 cm zurückläuft. Wenn nach Erreichen dieser Einstellung auch das Relais
16 in der Millimeterdekade abfällt, wird das Relais 59 erregt, so daß über seinen
Kontakt ein Startimpuls weitergeleitet wird, welcher die unten beschriebene Feineinstellvorrichtung
in Funktion setzt.
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Die in F i g. 1 dargestellte Grobeinstellvorrichtung ist so beschaffen,
daß jede weitere Verstellung des Maschinentisches von irgendeiner erreichten Stellung
nach einer vorgewählten neuen Stellung direkt auf dem kürzesten Weg erfolgt. Soll
beispielsweise aus der oben angenommenen Stellung 6,45 cm die Stellung 2,87 cm erreicht
werden, so werden z. B. die Vorwählschalter 45 von Hand in den einzelnen Dezimalen
des neuen Werts entsprechend eingestellt. ; Die Wähler 35 sind in der vorherigen
Einstellung verblieben, laufen also jetzt aus der früheren Einstellung in der beschriebenen
Weise in die neue Stellung. Dabei laufen die Bürsten 29, 34 und 53 der Zentimeterdezimale
in das letzte Drittel der in drei ; Stufen unterteilten Stellung Il. Damit wird
das Segment 51 mit der Stromquelle verbunden. Die Bürste 29 wird, da ja die Segmente
14 und 15 vorher in Stellung VI waren, d. h., da die Segmente 14 und 15 um vier
Schritte mehr im Uhrzeigersinne aus der dargestellten Nullage gedreht sind als die
Bürste 29, um vier Schritte vom Nullpunkt entfernt auf dem Segment 15 aufliegen.
Für Tischstellung VI ist ferner der Schalter 55 geschlossen. Das Relais 25 wird
daher über Segment 51 und Schalter 55 erregt und schaltet direkt das Rücklaufrelais
16 der Zentimeterdekade ein, so daß der Tisch rasch gegen seine Nullstellung zurückläuft.
Zugleich wird das Relais 16 auch über das Segment 15 und den Ruhekontakt 22 erregt.
Wenn daher der Schalter 55 nach Unterschreitung der Stellung V unterbrochen wird,
läuft der Tisch weiter zurück. Wird bei Erreichen der Stellung III s der Schalter
56 eingeschaltet, so tritt keine Änderung ein, da das dem Schalter 56 vorgeschaltete
Segment 52 stromlos ist. Der Tisch wird daher im obersten Drittel der Stellung 1I,
nämlich wenn sich wieder die Lücke zwischen den Segmenten 14 und
15 unter die Bürste 29 gedreht hat, stehenbleiben. Da die Einstellung von
oben erfolgte, wird angenommen, der Tisch bleibe bei etwa 2,8 cm stehen.
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Die Segmente 14 und 15 der Millimeterdekade sind somit
in eine Stellung gelangt, in welcher sie um acht Einheitsschritte im Uhrzeigersinne
aus der dargestellten Nullage verschoben sind. Die Bürste 29 ist durch die vorherige
Einstellung aus den oben beschriebenen Gründen der Vorwahl 2,87 cm entsprechend
um beinahe neun Einheitsschritte verschoben, befindet sich daher etwas auf dem Segment
14. Die nun einsetzende weitere Einstellung in der Millimeterdekade wird
daher über das Segment 14
und das Relais 17 eine leichte Korrektur im Sinne
eines Vorlaufs ergeben.
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Dank der Dreiteilung jedes Einheitsschritts der Wähler 35 in den höheren
Dekaden, womit jeder Bereich in dreißig statt in zehn Schritte aufgeteilt wird,
ist es möglich, die einfachen, zwei Segmente 14 und 15 aufweisenden Richtungswähler
zu verwenden und trotzdem stets eine richtige Einstellung auf dem kürzesten Wege
zu erzielen. In der obersten Dekade sind hierzu die Hilfsschalter 55 und 56 vorgesehen,
welche bei Tischstellungen über V bei Vorwahl einer neuen Stellung unter
4 die Anlaufrichtung des Tisches bestimmen, so daß jedes der Segmente 14
und 15 nur noch innerhalb weniger als dem ihm zugeordneten halben Einstellbereich
pro Dezimale die genaue Einstellung zu bestimmen hat.
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Die Grobeinstellung arbeitet in der Zentimeterdekade auf rund 1/s
cm und in der letzten wirksamen Millimeterdekade auf mindestens 1/s cm genau. Innerhalb
dieser letztgenannten Genauigkeit setzt nun die nachfolgend beschriebene Feineinstellvorrichtung
ein, welche in F i g. 2 bis 6 dargestellt ist.
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Der Maschinentisch 1 ist in seiner Laufrichtung mit einem sehr genauen
Maßstab 63 in Millimeterteilung versehen. Dieser Maßstab wird durch ein in F i g.
2 dargestelltes, nicht näher beschriebenes optisches System beleuchtet und in starker
Vergrößerung auf den Schirm einer Bildröhre 64 projiziert. Die einzelnen, tatsächlich
in Abständen von 1 mm liegenden Striche 65 der Skala 63 werden etwa in der in F
i g. 3 dargestellten Größe, nämlich in 50facher Vergrößerung abgebildet. Auf einer
Linse 66 des optischen Systems befindet sich eine Skala, die zwei in Quer- und Längsrichtung
versetzte Skalenteile 67 und 68 aufweist. Diese Skalen 67 und 68 sind in hundertzehn
Teile aufgeteilt und entsprechen 1,1 mm auf der Skala 63 bzw. 55 mm auf den Schirm
der Bildröhre. Der Abstand zwischen benachbarten Strichen der Skalen 67 und 68 entspricht
also 1/loo mm. Die Skalen 67 und 68 sind um fünfzig Skalenteile gegeneinander verschoben,
was einer tatsächlichen Verschiebung um 0,5 mm entspricht. Wie F i g. 3 veranschaulicht,
sind die Skalenstriche 65 breiter und dunkler als die Striche der Skalen 67 und
68, so daß beim Abtasten des Bildes längs einer einzigen horizontalen Linie oder
vorzugsweise längs
eines schmalen horizontalen Bandes, welches aber
gleichzeitig nur eine der Skalen 67 oder 68 erfaßt, an der Bildröhre ein Ausgangssignal
entsteht, welches den Helligkeitswerten der Skalenstriche entsprechend eine rasche
Folge von niedrigen Impulsen 69 aufweist, welche von einem stärkeren und breiteren
von einem Skalenstrich 65 herrührenden Impuls 70 unterbrochen werden. Ein solcher
typischer Zug von Impulsen ist in F i g. 2 schematisch dargestellt. Er gelangt über
einen Verstärker 71 in zwei Kanäle, von welchen gemäß F i g. 4 der links dargestellte
Kanal der weiteren Verarbeitung der Impulse 69 und der rechts dargestellte Kanal
der Ausscheidung und Formung der Impulse 70 dient. Beide Kanäle weisen vorerst einen
elektronischen Schalter 72 bzw. 73 zur Austastung des gewünschten Meßbereichs auf.
Im linken Kanal liegt sodann ein Bandpaßfilter 74 von mittlerer Durchlaßfrequenz
bei 10 kHz, welches nur noch die sich mit hoher Frequenz folgenden Impulse 69, nicht
aber die breiteren Impulse 70 durchläßt. Es folgt ein Impulsformer 75, in welchem
Impulse mit steilen, eindeutigen Vorder- und Rückflanken erzeugt werden. In einer
nachgeschalteten Verzögerungsschaltung 76 werden die Impulse um etwa 0,3 msec. verzögert.
Die verzögerten Impulse werden sodann einem Vervielfacher 77 zugeführt, in welchem
die Impulsfrequenz verzehnfacht wird. Die Impulse werden sodann noch einem Verstärker
und Begrenzer 78 zugeführt, von welchem sie an einen schematisch veranschaulichten
elektronischen Schalter 79 gelangen.
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Im rechtsliegenden Kanal folgt auf den Bereichsaustaster 73 ein Differenziator
80. Eine nachfolgende Bandsperre 81 oder ein Tiefpaßfilter entfernt die hochfrequenten
Impulse 69. Der verbleibende Impuls 70 wird sodann in einem Regelverstärker 82 auf
möglichst konstante Amplitude gebracht und dann einem Zweiweggleichrichter 83 zugeführt,
so daß zwei zeitlich verschobene, Anfang und Ende der Impulse bzw. der abgebildeten
Skalenstriche 65 charakterisierende Impulse 70 und 70' entstehen. Es folgt eine
Regelschaltung, wobei in einer Hilfsapparatur 84 ein Rechteckimpuls 85 erzeugt wird,
dessen Breite dem zeitlichen Abstand zwischen den Impulsen 70 und 70' entspricht.
Es wird sodann z. B. durch Integration eine der Dauer des Impulses 85 entsprechende
Schwellenspannung erzeugt, welche im Regelteil 86 eine Kippschaltung um so rascher
durch den Spannungsanstieg an der Vorderflanke des Impulses 70 ansprechen läßt,
je breiter der Impuls 85 85 ausfällt. Jede variable elektronische Dehnung des Impulses
70 wird durch diese Regelschaltung soweit wie möglich unschädlich gemacht, indem
die Schwellenspannung zur Auslösung des eigentlichen Steuerimpulses 70" herabgesetzt
wird, wenn der Impuls 70 durch irgenwelche Einflüsse verflacht worden ist. Nach
Formung und Begrenzung der Steuerimpulse 70" in einem Teil 87 der Schaltung
werden dieselben dem elektronischen Schalter 79 zugeführt, welcher bei Ankunft des
Steuerimpulses 70" den Durchgang des Zuges von verzehnfachten Impulsen unterbricht.
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Vom elektronischen Schalter 79 gelangen die Züge von Impulsen 69',
von welchen jeder zehnte dargestellt ist, einerseits an ein Zählwerk 88 und andererseits
an eine im weiteren beschriebene Auswertungseinrichtung. Aus der bisherigen Beschreibung
wird jedoch bereits klar, daß pro Meßperiode genau eine Zahl von Impulsen 69' ausgezählt
wird, welche der verzehnfachten Anzahl von zwischen dem Beginn einer der Skalen
67 oder 68 und dem Strich 65 liegenden Skalenstriche 69 entspricht. Der Messung
liegt also eine Impulszahl zugrunde, deren kleinste Einheit ein Zehntel der Teilung
der Skalen 67 und 68 bzw. 1/looo mm entspricht.
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Die Züge von Ausgangsimpulsen 69' gelangen in der Auswertungseinrichtung
in eine Reihe von drei dekadischen Zählringen 90, 91 und 92, wobei je ein Impuls
an den nächstfolgenden Zählring abgegeben wird, wenn der vorhergehende Zählring
10 Impulse empfangen und damit in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist.
Solche dekadische elektronische Zähler sind allgemein bekannt und bedürfen daher
keiner weiteren Erklärung. Die Zähler 90 und 91 besitzen je neun Ausgänge, welche
Ziffern 1 bis IX zugeordnet sind, während der Zähler 92, obwohl an sich dekadisch
aufgebaut, nur an den Stellen 111 bis VIII Ausgänge aufweist. Die erwähnten
Ausgänge der Zähler 90 und 91 sind in der dargestellten Weise mit Kontakten 93 von
Wählern 94, 95 verbunden. Die Wähler 94 und 95 sind gleichartig aufgebaut und besitzen
zwei, beispielsweise durch Schrittschalter 30 gemeinsam fortschaltbare, um einen
Einheitssehritt verschobene Bürsten 97 und 98, welche die Kontakte 93 dieser Wähler
mit Sammelschienen bzw. Schleifringen 99 bzw. 100 zu verbinden gestatten. Die Wähler
94 bis 96 sind hier in Abwicklung dargestellt, obwohl sie ähnlich den Wählern 35
praktisch rund ausgeführt werden. Der Wähler 96 besitzt drei gemeinsam in derselben
Ebene laufende Bürsten 101, 102 und 103, welche die Ausgänge des Zählers
92 in der dargestellten Weise mit Sammelschienen 104 bzw. 105 bzw. eine Sammelschiene
106 mit zwei Sammelschienen 107 bzw.108 zu verbinden gestatten. Je zwei Kontakte
109 und 110 der Wähler 94 und 95 sowie deren Sammelschienen 99 und 100 sind mit
Auswertungseinheiten 111 und 112 verbunden. Die Sammelschienen 104 und 105 des Wählers
96 sind mit einer Auswertungseinheit 113 verbunden. Die Einheiten 111 bis 113 leiten
je ein Vorlauf- und Rücklaufsignal an Einheiten 114, 115 bzw. 116 weiter, und die
Einheit 115 kann ein Sperrsignal für die Einheit 114 erzeugen, während die Einheit
116 ein Sperrsignal an zwei den Einheiten 114 und 115 nachgeschaltete elektronische
Schalter 117 und 118 liefern kann. Jede der Einheiten 116, 117 und 118 kann in ungesperrtem
Zustande je einen Vorlauf-oder Rücklauf befehl an eine Steuereinheit 119 weiterleiten,
welche ihrerseits einen gemeinsamen Ausgang 120 zum Steuerventil 3 aufweist. Ein
weiterer Ausgang 121 der Einheit 119 bewirkt die Abschaltung der Einstellvorrichtung
bzw. das mechanische Festspannen des Maschinentisches 1, wenn kein Vor-oder Rücklaufbefehl
mehr weiterzuleiten ist, d. h. der Maschinentisch seine endgültige Lage erreicht
hat.
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Den Zählern 90 bis 92 kann über eine gemeinsame Leitung 122 ein Rückstellimpuls
erteilt werden, durch welchen alle Zähler in Nullstellung gebracht werden. Ferner
ist eine gemeinsame Steuerleitung S für die Auswertungseinheiten 111, 112 und 113
vorgesehen, über welche ein diese Einheiten in einen Grundzustand zurückversetzender
Impuls abgegeben werden kann. Die Sammelschienen 106, 107 und 108 sind über in F
i g. 6 nicht näher bezeichnete Leitungen mit einem Steuergerät verbunden, welches
seinerseits eine schematisch dargestellte Vertikalablenkspule 123 der Bildröhre
64 (F i g. 2) in später beschriebener Weise beeinflußt. Die Bildröhre 64 weist
ferner
eine schematisch dargestellte Horizontalablenkspule 124 auf, welche der periodischen
Horizontalablenkung des Strahles der Bildröhre dient.
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Die dargestellte Feineinstellvorrichtung arbeitet wie folgt: Die periodische
Auslösung der Abtastung des zuf den Schirm der Röhre 64 geworfenen Bildes sowie
der Auswertungs- und Steuervorgänge wird im vorliegenden Beispiel durch den Netzwechselstrom
synchronisiert, wobei je während einer Halbperiode gemessen und die Messung gespeichert
und während der nächsten Halbperiode ausgewertet und gesteuert wird. Eine volle
Arbeitsperiode beträgt daher 40 ursec und eine Meßperiode 20 ursec. Diese Werte
sind in F i g. 2 und in F i g. 5 eingetragen. F i g. 5 stellt die zeitliche Folge
der wesentlichen Vorgänge dar. Als Beginn der Arbeitsperiode wird der Beginn der
horizontalen Strahlablenkung in der Bildröhre 64 angenommen. Sie wiederholt sich
pro Arbeitsperiode zweimal, was durch Diagramm a in F i g. 5 und 2 veranschaulicht
ist, wird jedoch nur einmal ausgewertet. Wie Diagramm bin F i g. 5 zeigt, wird vom
nicht näher dargestellten, vom Netzwechselstrom synchronisierten Steuergerät nach
kurzer Zeit ein Impuls über die Leitung 122 (F i g. 6) abgegeben, um die Zähler
90 bis 92 in die Ausgangsstellung zurückzuversetzen und für die nächste Impulszählung
bzw. Speicherung vorzubereiten. Nach beispielsweise 3 ursec wird vom Steuergerät
über eine in F i g. 4 links des Elektronenschalters 79 dargestellte Leitung 125
ein Schließimpuls (Diagramm c in F i g. 5) abgegeben, so daß die gemäß Diagramm
d in F i g. 5 etwas später einsetzende Reihe von Meßimpulsen 69' durch denselben
durchgeleitet wird, bis der Schalter vom Impuls 70" (Diagramm ein F i g. 5) geöffnet
und damit die Impulsreihe an einer bestimmten Stelle bzw. in einem bestimmten Zeitpunkt
unterbrochen wird. Die Diagramme f und g in F i g. 5 zeigen die Schließzeit des
Elektronenschalters bzw. den Zug der durch denselben durchgelassenen Meßimpuls 69'.
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Wie bereits erwähnt, stellt die Anzahl durchgelassener Impulse 69'
ein Maß für die Strecke zwischen dem Beginn der abgetasteten Skala 67 oder 68 und
dem in dieser Skala befindlichen Bezugsstrich 65 dar. Dieses Maß wird zwar bewußt
durch die den Impulsen 69 in der Verzögerungsschaltung 76 erteilte Verzögerung systematisch
leicht geändert, was jedoch lediglich eine stets vorhandene und daher belanglose
Verschiebung des Nullpunktes bedeutet, die sich nicht störend auswirkt, da der mechanische
Nullpunkt ohnehin stets entsprechend der Aufspannung eines Werkstücks auf dem Tisch
1 festgelegt werden muß. Die Verzögerung hat jedoch den Sinn, nur absolut
saubere und zuverlässige, durch die Nachbarschaft des Skalenstriches 65 nicht optisch
bzw. elektronisch beeinflußte Meßimpulse 69 zu berücksichtigen.
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Die Reihe von Meßimpulsen 69', welche den Schalter 79 durchlaufen
hat, gelangt jetzt an die bei Beginn der Messung auf Null gestellten Zähler 99 bis
92, w°Iche in an sich bekannter Weise schließlich Zus;ändc erreichen werden, welche
an den Aus-;ängen dekadisch die Einer im Zähler 90, die Zehner im Zäh?er 9' und
die Hunderter im Zähler 92 anwerden. Da die Impulse 69' je ein Einheitsrnaß von
1;'00o mm darstellen, wird also der Zähler 90 Tausendstelmillimeter, der Zähler
91 Hundertstel-und der Zähler 92 Zehntelmillimeter anzeigen. Die Bürsten der Wähler
94 bis 96 werden vor der Messung genau entsprechend den Wählern 35 nach F
i g. 1 in die vorgewählte Stellung gebracht. Je nach der Stellung der Wähler und
der erreichten Endlage der Zähler werden über die Wähler am Schluß der Meßperiode
bestimmte Zustände an die Auswertungseinheiten 111 bis 113 abgegeben,
welche diesen Zuständen entsprechend die Steuereinheit 119 beeinflussen. Es wird
nun angenommen, es sei ein Maß von 6,4585 cm einzustellen. Der Maschinentisch 1
sei bereits in der oben beschriebenen Weise grob in die Stellung 6,45 cm gesteuert
worden. Die Wähler 92, 91 und 90 stehen in den Stellungen V, VIII bzw. V. Im Wähler
96 ist somit die Bürste 103
mit der Sammelschiene 107, die Bürste 102
mit dem mit dem Ausgang IV des Zählers 92 und die Bürste 101
mit dem
Ausgang III des Zählers 92 verbunden. Über die Bürste 103 wird der Strahl der Bildröhre
64 nach unten verschoben, so daß er die untere Skala 68, d. h. Bereich V bis IX,
abtastet, da ein über 0,5 mm liegender Rest oder Bruchteil einzustellen ist. Ist,
wie angenommen, die Grobeinstellung auf den Wert 6,45 cm erfolgt, so wird der maßgebende
Skalenstrich 65 auf der Skala 68 um 85/tooo mm zu weit links stehen, es sollen also
fünfundachtzig Impulse 69' zu wenig eintreffen. Würde nun die Skala 68 für
den Meßbereich 0,5 bis 0,9 mm genau bei 0,5 mm beginnen, so würden im vorliegenden
Falle, wo nämlich die Grobeinstellung genau auf diese Stelle gelaufen ist, überhaupt
keine Meßimpulse eintreffen. Tatsächlich sind aber die Skalen 67 und 68 über ihre
eigentlichen Wirkungsbereiche hinaus verlängert, und im Zähl- und Auswertungswerk
ist eine entsprechende Nullpunktverschiebung vorhanden. Im vorliegenden Beispiel
sind die Skalenteile 67 und 68 über ihre eigentlichen Wirkbereiche von 0 bis 0,5
bzw. 0,5 bis 1 mm hinaus um je 0,3 mm bzw. dreißig Teile auf jede Seite verlängert.
Daher die 1,1 mm entsprechende totale Länge jeder Skala 67 und 68. Die Nullpunktverschiebung
beträgt somit 0,3 mm bzw. dreihundert Impulse 69'. Im oben angenommenen Beispiel
werden bei einer erreichten Lage des Maschinentisches von 6,4500 mm dreihundert
Impulse 69' eintreffen, weit der Skalenstrich 65 genau auf dem Nullpunkt der Skala
68 steht. Die Zähler 90 und 91 werden somit auf 0, der Zähler 92 aber auf Stellung
III laufen. Während der bisher beschriebenen Meßperiode von 20 ursec Dauer sind
die Eingänge zu den Auswertungseinheiten 111 bis 113 gesperrt gewesen. Jetzt
werden sie aber für die zweite Hälfte der 40 ursec dauernden Arbeitsperiode geöffnet,
und die Auswertungseinheit 113 erhält über die Bürste 101 und die Schiene 10=1 einen
Impuls. Die Einheit 113
ist so beschaffen. daß sie im Grundzustand bei irgendeiner
Vorwahl zwischen 0 und IX einen Vorlaufbefehl erzeugt. Gelangt jedoch ein Impuls
über die obere Schiene 104 des Wählers an die Einheit 113, so erzeugt sie einen
Befehl »Stop«. Das ist im vorliegenden Beispiel der Fall. Wird ein Impuls über die.
untere Schiene 105 des Wählers empfangen, so erzeugt die Einheit 113 den Befehl
»Rücklauf«.
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Die Einheiten 111 und 112 arbeiten in anderer Weise. Sie werden
bei Weiterleitung jedes zehnten Impulses vom zugeordneten Zähler 90 bzw. 91 über
Leitungen G automatisch wieder in den Grundzustand versetzt. Verbindet die Bürste
97 bei Nullstellung der Wähler 94 und 95 die Kontakte 109 und 110, so kann keinesfalls
ein Befehl »Vorlauf« erzeugt werden. Gelangt aber hierbei ein Impuls auf die untere
Schiene
100, so wird ein Befehl »Rücklauf« erzeugt. Bei Vorwahl 1 bis VIII in den Wählern
94 und 95 ist bei Grundstellung »Vorlauf« eingeschaltet. Durch Impulse auf die obere
Schiene 99 entsteht der Befehl »Stop«. Bei Impulsen auf die untere Schiene 100 entsteht
der Befehl »Rücklauf«.
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Bei Vorwahl IX in den Wählern 94 und 95 ist »Vorlauf« grundsätzlich
eingeschaltet. Impulse auf die obere Schiene 99 ergeben »Stop«.
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Für das oben angenommene Beispiel wurde bereits festgestellt, daß
die Einheit 113 den Befehl »Stop« ausgibt. Hierbei wird in, der Einheit 116 kein
Sperrsignal erzeugt, so daß die Steuerung durch Einheit 112 erfolgen kann. In dieser
Einheit ist Ziffer VIII vorgewählt. Außerdem ist der zugeordnete Zähler 91 in seinen
Grundzustand gelaufen, und durch den letzten (dreihundertsten) Impuls. 69' wurde
auch die Einheit 112 unabhängig von Einwirkungen früher durchgegangener Impulse
in den Grundzustand versetzt. Wie oben angegeben, gibt die Einheit 112 bei einer
Vorwahl VIII und bei Grundzustand den Befehl »Vorlauf« ab. Der Maschinentisch wird
also je während der zweiten Hälfte der soeben beschriebenen und jeder weiteren Arbeitsperiode
entsprechend der vorangegangenen Messung in entsprechendem Sinne verstellt, und
zwar im vorliegenden Falle im Sinne zunehmender Skalenteilung, bis eine Einstellung
6,4580 erreicht ist. In diesem Falle werden dreihundertachtzig Impulse 69' in den
Zählern 90 bis 92 ankommen, so daß Zähler 92 nach wie vor auf Stellung III, Zähler
91 auf Stellung VIII und Zähler 90 auf Stellung 0 laufen wird. In diesem Falle wird
nun im Zähler 91 der Ausgang VIII wirksam, so daß über Bürste 97 und Schiene 99
des auf Stellung VIII stehenden Zählers 95 ein Impuls an die Einheit 112 abgegeben
wird. Damit erzeugt die Einheit 112 nun auch den Befehl »Stop«. Dafür wird die nun
nicht mehr gesperrte Einheit 111 den Befehl »Vorlauf« abgeben, da sie sich im Grundzustand
befindet, während der zugeordnete Wähler auf Stellung V und der zugeordnete Zähler
90 auf 0 steht, so daß der Tisch weiter vorläuft. Da es jetzt nur noch um die Einstellung
der restlichen. Tausendstelmillimeter geht, wird natürlich die Tischbewegung abgesehen
davon, daß sie nur impulsweise mit einer Frequenz von 50 Hz während der zweiten
Hälfte jeder Arbeitsperiode stattfindet, sehr langsam gewählt werden, um Pendelbewegungen
um den Einstellpunkt zu vermeiden. Der Tisch wird in dieser Weise noch um 5/looo
mm vorlaufen, bis genau dreihundertfünfundaehtzig Impulse abgegeben werden und somit
der Zähler 90 jetzt auf die endgültige Position 5 läuft. Es wird dabei über die
Bürste 97 und die obere Schiene 99 des Wählers 94 ein Impuls an die Einheit 111
abgegeben, welche entsprechend den Befehl »Stop« ausgibt. Nach einer angemessenen
Verzögerung, während welcher keine neue Verstellbefehle an die Einheit 119 gegeben
worden sind, gelangt ein Schlußsignal auf die Leitung 121, durch welches die Meß-
und Einstellvorrichtung ausgeschaltet und der Tisch 1 mechanisch in der erreichten
Position verriegelt wird.
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Da der Meß- bzw Einstellbereich der Feineinstellvorrichtung unabhängig
von der abgetasteten Skala 67 oder 68 stets nur 0,5 mm beträgt, kann auch der Zählbereich
des Zählers 92 auf 0,5 mm bzw. fünf Stellen beschränkt werden. Zugleich ist dort
die Verzögerung von dreihundert Impulsen durch Freilassen der Stellen 0 bis 1I bewirkt.
Durch Kreuzen der wirksamen Ausgänge III bis VIII auf die zehn Kontakte des Wählers
96 werden sinngemäß gleichartige Messungen bzw. Auswertungen in beiden, um 0,5 mm
versetzten Meßbereichen der Skalen 67 und 68 er-5 möglicht, wobei durch die vorgewählte
Stellung des Wählers 96 über die Schienen 106, 107 und 108 auch automatisch die
Abtastung der dem Bereich zu-
geordneten Skala 67 oder 68 bewirkt wird.
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Entsprechend dem oben besprochenen Beispiel kann an Hand irgendwelcher
anderer Beispiele leicht überprüft werden, daß die Feineinstellung im Vor-oder Rücklauf
in allen Fällen aus der erreichten Grobeinstellung erfolgen kann. Es scheint nicht
erforderlich zu sein, hier weitere Beispiele zu behandeln. Es dürfte zur Klarstellung
lediglich noch der Hinweis erforderlich sein, daß die Auswertungseinheiten 111 bis
113 stets vom letzten, sie beeinflussenden Impuls eingestellt werden, wobei durch
vorher eintreffende Impulse erzeugte Zustände gelöscht werden. Damit ist auch leicht
ersichtlich, daß die die Rücklaufimpulse übertragenden Bürsten 98 bzw. 102 immer
einen Ausgang des Zählers abtasten, welcher um eine Stelle höher liegt als die vorgewählte
Wählerstellung. Gelangen daher in irgendeiner Dezimale mehr Impulse an den Zähler,
als die vorgewählte Ziffer dieser Dezimale angibt, so wird zuletzt ein Rücklaufimpuls
übertragen, d. h., es wird ein Rücklaufen des Tisches 1 bewirkt. Erst wenn nur noch
ein Stopimpuls über Bürsten 97 bzw. 101 abgegeben wird, ist die ein Zeichen für
das Erreichen. der richtigen Stellung. Erreicht der Impulszähler einer Dekade auch
nicht die von der Stop-Bürste abgegriffene Stelle, so soll weiterhin Vorlauf eingeschaltet
bleiben. Die Auswertung beruht daher auf sehr einfachen Überlegungen, wenn sich
daraus auch umständlich erscheinende Bedingungen für die Auswertungseinheiten 111
bis 113 ergeben.
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Ferner sei noch erläutert, daß sowohl in der Grobeinstellvorrichtung
als auch in der Feineinstelleinrichtung ein Wähler vorgesehen ist, dessen Schritteinheit
einem Zehntelmillimeter entspricht. Beide Wähler können daher direkt mechanisch
gekuppelt sein und von demselben Schrittschalter angetrieben werden. Jedenfalls
kann aber eine gemeinsame Vorwahl der Wählerstellung mittels Handschalter 45 oder
Lochkarte in der an Hand der F i g. 1 beschriebenen Weise vorgenommen werden.
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Die dargestellte Einrichtung arbeitet rasch und äußerst zuverlässig.
Die Einstellzeit beträgt einige Sekunden. Bei sich über einen Monat erstreckenden
intensiven Versuchen ist keine einzige Fehleinstellung erfolgt, d. h., die Einstellgenauigkeit
von 1/looo mm kann garantiert werden. Die Vorwahl der Stellungen ist äußerst einfach.
Arbeitsprogramme können mit Lochkarten in einfachster Weise durchgesteuert werden.
Natürlich kann dabei eine Einstellvorrichtung durch Umschaltung zur Einstellung
in mehrere Koordinatenrichtungen oder zur Einstellung mehrerer verschiedener Maschinenteile
herangezogen werden.
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Um den Einfiuß von Urischärfen der Begrenzungslinien der Skalenstriche
auf das Meßresultat möglichst auszuschalten, kann es von Vorteil sein, den abtastenden
Strahl der Bildröhre in Längsrichtung der Skalenstriche, d. h. vertikal, mit hoher
Frequenz periodisch abzulenken, damit eine Mittellage der Strichbegrenzungen abgetastet
wird.
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Es wäre auch denkbar, die gesamte Einstellung, beispielsweise wie
oben anLyenommen. in einem Einstellbereich
von rund 1 dm vollständig
mittels der in F i g. 2 bis 6 dargestellten »Feineinstellvorrichtung« vorzunehmen,
wenn für verschiedene Einstellbereiche eine automatische Skalenumschaltung vorgenommen
wird. Es wird dabei etwa angenommen4 die Anlage bleibe genau wie in F i g. 2 bis
6 dargestellt, doch würde der Millimeterskala 63 des Maschinentisches eine Dezimeterskala
zugeordnet. Diese Dezimeterskala könnte beispielsweise an der Beleuchtungsstelle
unmittelbar neben der Millimeterskala 63 auf einem Schieber oder einer Trommel angebracht
sein und über ein passendes Getriebe hundertmal langsamer bewegt werden als die
Millimeterskala 63. Die Dezimeterskala würde nur einen einzigen Strich aufweisen,
welcher in der Nullstellung des Tisches auf den Nullpunkt der Skala 67 projiziert
würde, wenn das Beleuchtungsbüschel auf diese Dezimeterskala umgeschaltet würde.
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Bei Beginn des Einstellvorganges würden in den Wähler 94 bis 96 die
Einheitsschritte gespeichert, welche Zehntelmillimetern, Millimetern und Zentimetern
entsprechen. Sind z. B. 0,645 85 dm einzustellen, so werden die Wähler 94 bis 96
vorerst auf die Stellungen V, IV bzw. VI gebracht. Da die Feineinstellvorrichtung
auf drei Stellen genau arbeitet, wird nun in der beschriebenen Weise eine Einstellung
erfolgen, welche auf 1/1o mm genau ist. Damit würde die Grobeinstellung vorgenommen.
Hernach würde genau in der beschriebenen Weise durch neue Einstellung der Wähler
94 bis 96 auf die Stellungen V, VIII bzw. V die Feineinstellung in genau der oben
beschriebenen Weise auf 1/looo mm genau vorgenommen. Natürlich kommt die hier beschriebene
Neueinstellung der Wähler 94 bis 96 praktisch nicht in Frage, und es wird erforderlich
sein, einen weiteren Satz von Wählern vorzusehen, welche vor der Feineinstellung
an Stelle der Wähler 94 bis 96 zwischen die Zähler 90 bis 92 und die Einheiten 111
bis 113 geschaltet werden. Auch hier wird eine gemeinsame Dezimale, nämlich die
Zehntelmillimeterdezimale beiden Einstellbereichen gemeinsam zugeordnet, um eine
absolut zuverlässige Feineinstellung auf Grund einer theoretisch etwas zu weit getriebenen
Grobeinstellung sicherzustellen.
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Ein erheblicher Vorteil der beschriebenen elektronischen Meß- und
Einstellvorrichtungen besteht darin, daß die Auswertung digital erfolgt, also praktisch
in keiner Weise von der genauen Konstanthaltung von Spannungen abhängt. Die Genauigkeit
ist einzig beschränkt durch die optische Abbildung der Skalen und Bezugsstriche
und durch das Auflösungsvermögen der Bildröhre. Beides hat sich in der Praxis als
genügend erwiesen.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird nur die Feineinstellung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommen. Es wurde jedoch oben eine Möglichkeit
angegeben, die ganze Einstellung nach demselben Prinzip vorzunehmen. Anderseits
wäre es natürlich auch möglich, die Grobeinstellung nach einem weiteren Verfahren,
beispielsweise dem an sich bekannten Nachlaufverfahren mittels elektrischer Brücke
vorzunehmen, falls damit eine genügend präzise Grobeinstellung möglich ist, auf
Grund welcher die Feineinstellung mit der erforderlichen Zuverlässigkeit einsetzen
kann.
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Die Art der Skalen 67 und 68 sowie der Bezugsstriche 65 hat natürlich
nur beispielsweisen Charakter. Die Skalen können beispielsweise direkt auf der Bildröhre
aufgebracht sein und gleichmäßig beleuchtet werden.
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Selbstverständlich muß nicht unbedingt im dekadischen System gearbeitet
werden. Die vorgewählten Werte können z. B. entsprechend den bei Rechenmaschinen
üblichen Methoden in binäre oder biquinäre Systeme umgesetzt werden. Für nicht metrische
Maßsysteme können natürlich den einzelnen Einheiten an Stelle von dekadischen Zählern
und Zählern auch solche mit drei, zwölf oder irgendeiner Zahl von Stellen zugeordnet
werden.