DE1513480C3 - Positioniereinrichtung fur ein bewegliches Organ einer Meß oder Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für ein bewegliches Organ einer Meß- oder Werkzeugmaschine mit einem analog arbeitenden Istwert-Geber, einem Sollwertgeber, einem ein Fehlersignal zur Steuerung eines Stellantriebes liefernden Soll-Istwertvergleicher und einem rotierenden Magnetspeicher mit mindestens einer Meßteilung, mit einem Schreibkopf sowie einem der Meßteilung zugeordneten Lesekopf zur Erzeugung einer sich wiederholenden Impulsfolge entsprechend der Meßteilung.

Bekannt ist eine Positioniereinrichtung der vorstehenden Art, bei der die analogen Istwerte von einem Analog-Digital-Umsetzer in digitale Istwerte umgesetzt und anschließend einem Summierglied zugeführt werden, in dem sie mit digitalen Sollwerten zusammentreffen. Der Magnetspeicher dient bei dieser Einrichtung einerseits zur Steuerung der Fehlersignalabgabe durch das Summierglied und hat andererseits die Aufgabe, die Fehlersignale vorübergehend zu speichern, um einen Vergleich aufeinanderfolgender Fehlersignale in einem logischen Steuerkreis zu ermöglichen, dem das jeweils vorhergegangene Fehlersignal über Leseköpfe vom Magnetspeicher und das jeweils augenblickliche Fehlersignal unmittelbar vom Summierglied zugeleitet wird. Außerdem trägt der Magnetspeicher Signale zur Steuerung des Stellantriebes, die durch den logischen Steuerkreis in Abhängigkeit von der Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Fehlersignalen ausgewählt werden (USA.-Patentschrift 2 971141). Die bekannte Einrichtung vermag deshalb nicht voll zu befriedigen, weil der für die Subtraktion oder

ς Addition digitaler Soll- und Istwerte in einem Summierglied erforderliche Aufwand vergleichsweise groß ist und zudem die Umwandlung der analog anfallenden Istwerte voraussetzt.

Ein rotierender Magnetspeicher wird auch bei einer

ίο anderen bekannten Einrichtung verwendet, die zur Anzeige von Stellungen eines beweglichen Organs dient. Bei dieser Einrichtung trägt der Magnetspeicher eine Gradeinteilung, und es ist möglich, auf ihm die Winkellage eines Hilfsorgans zu markieren, dessen Position von der Position des Organs abhängt, dessen Stellung ermittelt werden soll. Zum Bestimmen der Winkellage des Hilfsorgans zählt man die Einheiten der Gradeinteilung, die einen Lesekopf innerhalb eines Zeitraums passieren, der mit dem Aufbringen der Winkelmarkierung auf dem Magnetspeicher beginnt und endet, sobald die Winkelmarkierung von einem festen Bezugskopf gelesen wird (USA.-Patentschrift 2 730 898). Diese Einrichtung eignet sich zwar zur Ermittlung der Stellung eines beweglichen Organs, nicht aber zu dessen Positionierung.

Bekannt ist außerdem eine Einrichtung zum Einstellen eines beweglichen Schreib- oder Lesekopfes auf einen vorbestimmten Adreßplatz, wie man sie insbesondere in Rechenmaschinen verwendet, um verschiedene Aufzeichnungsspuren eines Magnetspeichers auf einen einzigen Schreib- und Lesekopf auszurichten. Die Adreßplätze werden bei dieser Einrichtung von metallischen Adreßplättchen gebildet, die auf einem Tiäger in einem Rahmen angeordnet sind, der auch die Trommel des Magnetspeichers und eine Führung für den verschiebbaren Schreib- und Lesekopf trägt (deutsche Auslegeschrift 1144 372). Es versteht sich, daß eine derartige Einrichtung wegen der nicht unbeträchtlichen Abmessungen der Adreßplättchen nur eine grobe Verstellung eines Organs um eine begrenzte Zahl von Stufen zuläßt und daher zur Erfüllung von Positionierungsaufgaben in Meß- und Werkzeugmaschinen ausscheidet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positioniereinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der im Sinne einer Vereinfachung auf einen Analog-Digital-Umsetzer und ein Summierglied für digitale Soll- und Istwerte verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die analoge Meßteilung des Magnetspeichers durch die Aufzeichnung der Signale gewonnen wird, die der Istwertgeber in den jeweiligen Iststellungen liefert, die das bewegliche Organ während einer Folge von Sollstellungen einnimmt, daß der Magnetspeicher eine Dekadenzählvorrichtung steuert, die jeden Impuls jeder Impulsfolge zählt und auf einen der Ordnungszahl der Impulse innerhalb jeder Impulsfolge entsprechenden Ausgang der Dekadenzählvorrichtung weiterleitet, und daß mindestens einer der Ausgänge der Dekadenzählvorrichtung durch eine Dekadenwählvorrichtung wählbar ist, um das von dem gewählten Ausgang ausgehende Signal dem Soll-Istwertvergleicher zuzuführen, der es analog mit dem vom Istwertgeber jeweils zugeleiteten Signal vergleicht.

Die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung bietet den Vorteil, daß eine Umsetzung der analogen Istwerte in digitale Istwerte nicht nötig ist. Außerdem kann im Hinblick auf die Verwendung einer einfach-

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aufzeichenbaren analogen Meßteilen auf den Magnet- vorrichtung IV, einen Vergleicher V, der die elek-

speicher die Bezugsstellung der Einrichtung ohne trischen Signale von der Positionsangabevorrichtung I

Schwierigkeiten verändert werden. Letzteres ist ins- und von der Dekadenwählvorrichtung IV miteinander

besondere für Positioniereinrichtungen von Werk- vergleicht, eine Antriebsvorrichtung VI, die vom Ver-

zeugmaschinen von außerordentlicher Wichtigkeit. 5 gleicher V gesteuert wird und die Stellung des beweg-

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele lieben Organs steuert, und schließlich eine Kontroll-

der Positioniereinrichtung nach der Erfindung dar- vorrichtung VII für die Dekadenzählvorrichtung II.

gestellt. Die Positionsangabevorrichtung I weist einen von

In der Zeichnung ist einem Synchro gebildeten Istwertgeber 2 auf, dessen

F i g. 1 ein Blockschaltbild für eine erste Ausfüh- io Rotor unter Zwischenschaltung eines Zahnradge-

rungsform mit einer analogen elektronischen Teilung, triebes 3 mit dem beweglichen Organ 1 mechanisch

die einer Dekade entspricht, verbunden ist. Ein dreiphasiger Generator 5 speist die

Fig. IA ein Blockschaltbild in vereinfachter Dar- Statorwicklungen des Synchros 2 über elektrische

stellung, Leitungen 6 a, 6b und 6 c. Die Rotorwicklung des

F i g. 2 und 2a jeweils ein Schaltbild für die Einzel- 15 Synchros 2 ist mit einem Kreis 4 zur Formung von

heiten der Ausführungsform nach Fig. 1, Impulsen verbunden.

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Schalt- Der Kreis 4 zur Formung von Impulsen ist in F i g. 8

anordnung für einen Ringzähler, im einzelnen dargestellt; er liefert Signale Z₂ und i_a',

F i g. 4 das Schaltbild für eine Einzelheit einer Aus- die miteinander in Phase sind, aber entgegengesetzte

gangsstufe des Zählers, 20 Vorzeichen haben, und deren Phase eine Funktion

F i g. 5 ein Teilschaltbild einer Steuervorrichtung der Phasen des vom Synchro 2 gelieferten Signals Z₁ ist.

für den Zähler, Die Phase der Impulse z₂ und z₂' hängt von der

F i g. 6 das Schaltbild für ein Kippglied, Winkelstellung des Rotors des Synchros 2 ab. Das

Fig. 6a ein Teilschaltbild für eine Umkehrstufe, Übersetzungsverhältnis des Zahnradgetriebes3 ist so

F i g. 6 b ein Teilschaltbild eines Kippgliedes mit 25 gewählt, daß der Rotor des Synchros 2 sich bei maxiregelbarer Zeitkonstante, maler Verschiebung des beweglichen Organs 1 um

F i g. 7 ein Blockschaltbild für eine Sicherheitsein- weniger als 180 Grad dreht. Infolgedessen stellen die

richtung für die Positioniereinrichtung, Impulse /₂ und i₂' Signale dar, die eindeutig der Stellung

F i g. 8 das Schaltbild einer Schaltanordnung zur des beweglichen Organs 1 entsprechen.

Erzeugung von Impulsen durch einen Synchro, 30 Die Positionsangabevorrichtung I enthält außerdem

F i g. 9 und 10 je eine graphische Darstellung der einen Verzögerungskreis 7 für die Impulse z₂. Der Ver-

Signalformen an verschiedenen Stellen der Positionier- zögerungskreis 7 besteht aus einem ersten Kippglied

einrichtung nach F i g. 1, mit regelbarer Zeitkonstante (F i g. 6 b), auf den ein

F i g. 11 ein Blockschaltbild einer Anzeigevorrich- Umkehrkreis (F i g. 6a) und ein zweites Kippglied

tung für die erreichte oder augenblickliche Stellung 35 (Fi g. 6) folgt. Die Kippglieder nach Fig. 6b und 6c

des beweglichen Organs bei Verwendung von drei sind beispielsweise in folgenden Arbeiten beschrieben:

Zehnerstellen, »Transistor Circuit Design« von J. A. Walston,

F i g. 12 das Blockschaltbild einer zweiten Aus- J. R. Mü 11 e r, Texas Instruments Inc., McGrawHill,

führungsform einer Einrichtung nach der Erfindung herausgegeben 1963, S. 380 und 381, Monostable

mit eineranalogen elektronischen Teilung, entsprechend 40 Multivibrator. Wegen des veränderlichen Wider-

n-Zehnerstufen, stands R des Kippgliedes mit regelbarer Zeitkonstante

F i g. 13 ein Teilschaltbild für einen Ausgangskreis, ist der Wert, um den die zweite Stirn der Impulse Z₂

F i g. 14 ein Blockschaltbild einer dritten Ausfüh- verzögert wird, einstellbar. Der Verzögerungskreis 7

rungsform einer Positioniereinrichtung mit zwei elek- liefert also eine Impulsfolge z₃, die gegenüber der Im-

tronischen analogen Teilungen, von denen jede einer 45 pulsfolge /₂ phasenverschoben ist.

Zehnerstufe entspricht, Die Vorrichtung II für die sequentielle Zählung ent-

F i g. 15 ein ins einzelne gehendes Schaltbild eines hält einen umlaufenden Magnetspeicher 8, der von

elektronischen Wandlers, einem Motor 9 angetrieben ist. Der Magnetspeicher

F i g. 16 ein Blockschaltbild für eine vierte Aus- ist mechanisch so mit dem Rotor des dreiphasigen führungsform der Positioniereinrichtung nach der 50 Generators 5 der Positionsangabevorrichtung I verErfindung mit zwei analogen elektronischen Teilungen, bunden, daß der Generator 5 synchron mit dem von denen jede einzelne zwei Zehnerstufen entspricht, Magnetspeicher 8 umläuft. Bei dem dargestellten Aus-

F i g. 17 und 17 a je ein Teilschaltbild der vierten führungsbeispiel hat der Magnetspeicher zwei Spuren.

Ausführungsform gemäß F i g. 16 und Die erste Spur 10 dient zur Aufzeichnung einer Bezugs-

F i g. 18 die schematische Darstellung einer Ein- 55 stellung, die der Anfangsstellung des beweglichen Or-

richtung zur Anzeige der Stellung des gesteuerten gans 1 entspricht, die zweite Spur 11 dient dazu, die

Organs. beispielsweise gleichmäßig verteilten Stellungen des be-

F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der neuen weglichen Organs aufzuzeichnen, die dieses zwischen Positioniereinrichtung nach der Erfindung, welche in seiner Ausgangsstellung und seiner Endstellung ein-F ig. IA in vereinfachter und symbolischer Form 60 nimmt. Die Gesamtheit dieser magnetischen Auf zeichdargestellt ist und deren wichtigste Stromkreise die nungen stellt eine elektronische analoge Teilung dar, F i g. 2 bis 10 wiedergeben. Die neue Einrichtung die eine mechanische Teilung wiedergibt, also beispielsweist folgende Teile auf: Eine Positionsangabevor- weise eine maßstäbliche Gesetzmäßigkeit, nach der sich richtung I zur Angabe der Stellung des beweglichen das bewegliche Organ 1 verschiebt. Bei dem in F i g. 1 Organs 1 gegenüber seiner Anfangsstellung, eine De- 65 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt diese elekkadenzählvorrichtung II, eine Anzeigevorrichtung III tronische Teilung zehn magnetische Markierungen, für die erreichte Stellung und/oder für die gewünschte die längs der Spur 11 verteilt sind und zehn Stellungen Stellung des beweglichen Organs 1, eine Dekadenwähl- des beweglichen Organs 1 entsprechen, die gleich-

f örmig von seiner Ausgangsstellung bis zur Endstellung seines Laufs verteilt sind, wobei die Ausgangsstellung einen Teil der elektronischen Maßeinteilung darstellt.

Der Magnetspeicher 8 hat zwei Schreibköpfe 12 und 13, die den Spuren 10 und 11 gegenüberstehen. Diese Schreibköpfe 12 und 13 sind unter Zwischenschaltung eines Umschalters 14 elektrisch mit dem Kreis 4 zur Formung der Impulse der Positionsangabevorrichtung I verbunden, so daß man den einen oder anderen Schreibkopf 12 bzw. 13 wählen kann. In der Verbindungsleitung liegt ein Druckknopfschalter 15, der normalerweise offen ist. Die Schreibköpfe 12 und 13 können also wahlweise mit dem Signal i₂' aus der Positionsangabevorrichtung I gespeist werden.

Zum Magnetspeicher gehören außerdem zwei Leseköpfe 16 und 17, die ebenfalls den Spuren 10 bzw. 11 zugeordnet sind. Die Leseköpfe 16, 17 lassen sich über Umschalter 18, 19 entweder mit einer Löschvorrichtung 20 oder mit einem Verstärker 21, 22 verbinden.

Der Lesekopf 16 liest den Bezugsimpuls, der in der Spur 10 aufgezeichnet ist, heraus und liefert ein elektrisches Signal i_r, welches aus einem Impuls besteht, der sich aus der Rotation des Magnetspeichers 8 ergibt. Der Lesekopf 17 liest die elektronische Teilung ab, die in der Spur 11 aufgezeichnet ist, und liefert ein elektrisches Signal i₉, welches aus einer Impulsfolge für jede Umdrehung des Magnetspeichers 8 gebildet wird und ebenso viele Impulse aufweist, wie das bewegliche Organ 1 Stellungen besitzt, die in der Spur 11 aufgezeichnet sind.

Die Dekadenzählvorrichtung II besitzt einen Zähler 23, welcher unter Zwischenschaltung eines Steuerkreises 24 (F i g. 5) von den Ausgangssignalen /_r, I₉ der Verstärker 21, 22 gesteuert wird.

Der Steuerkreis 24 (F i g. 5) enthält einen elektronischen Umschalter 25, der aus einem Kippglied (s. »Transistor Circuit Design« von J. A. W a 1 s t ο n, J. R. M ü 11 e r, Texas Instrument Inc., McGraw Hill, erschienen 1963, S. 373 bis 377, »Bistable Multivibrator«) besteht, das mit Hilfe des Schalters 26 in seine Anfangsstellung gebracht wird und von dem Ausgangssignal I_r des Verstärkers 21 gesteuert wird. Der Steuerkreis 24 enthält außerdem eine Eingangsstufe 27, die mit Hilfe der Ausgangsimpulse I₉ des Verstärkers 22 gespeist wird. Die Eingangsstufe 27 besteht aus einem Kreis, der die Impulse I₉ bezüglich des Potentials DC sowie der Amplitude und der Polarität entsprechend bildet. Die Impulse I₉' werden auf den Emitter einer Zwischenstufe 28 gegeben. Diese Zwischenstufe bewirkt eine Formgebung der Impulse I₉ und liefert ein Signal I₉. Der Umschalter 25 steuert die Zwischenstufe 28, die im offenen Zustand die Impulse I₉' aus der Eingangsstufe 27 auf den Zähler 23 unter Zwischenschaltung einer Ausgangsstufe 29 gibt, unter Anpassung der Ausgangsimpedanz der Zwischenstufe 28 an die Eingangsimpedanz des Zählers 23.

Die Zwischenstufe 28 stellt ein »Gatter« dar, welches (an der Basis des Transistors) mit Hilfe des Umschalters 25 gesteuert wird. Infolge der beiden möglichen Potentiale des Umschalters 25 ist der Transistor des »Gatters« entweder stromdurchlässig oder gesperrt.

Die Ausgangsstufe 29 ist eine Emitterfolgeschaltung (im allgemeinen eine Kollektorstufe), mit deren Hilfe man einen Ausgang niedriger Impedanz erhält.

Bei dieser ersten Ausführungsform der Positioniereinrichtung nach der Erfindung besitzt der Zähler 23 eine einzige Zehnerstufe, weil die elektronische Teilung zehn Stellungen des beweglichen Organs 1 entspricht.

Der Zähler 23 ist im einzelnen in F i g. 3 dargestellt und besteht aus einem Ringzähler mit zehn Stufen 3O(o,i... 9)> die in Kaskade geschaltet sind und einen Ring bilden, d. h., bei dem die zehnte Stufe elektrisch mit der ersten Stufe verbunden ist. Jede Stufe 30(_{01 9)} des Zählers 23 weist einen ersten Ausgang C(J i " ₉₎ auf, der zur Steuerung des beweglichen Organs' I bestimmt ist, und einen zweiten Ausgang A(_{Oil 9}), der zur Steuerung der Anzeige der erreichten Stellung des

ίο beweglichen Organs 1 dient. Ein Schalter 31 dient dazu, den Zähler 23 auf Null zu stellen, indem man ihm den Betriebszustand der ersten Stufe 3O₀ aufdrückt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die

Schalter 26 und 31 mechanisch miteinander verbunden und können infolgedessen nur gleichzeitig betätigt werden.

Jeder einzelne Ausgang der Ausgänge des Zählers C(_Oil... ₉) oder A^₁ ... ₉) liefert ein Signal z_c(o>1 . _g) oder /a(o,i...9)> welche von Impulsen (0,1...9) gebildet wird, die der Impulsfolge // entsprechen. Bei jeder Umdrehung des Magnetspeichers 8 würde also ein Impuls an jedem der Ausgänge C(_0>1.. ₉) und A (o,i... 9) des Zählers 23 erscheinen. Jeder Ausgang C_(oa. . ₉) und ,4(_Oil.. 9) des Zählers 23 entspricht einer magnetischen Markierung, die durch die elektronische Teilung gegeben ist, und somit einer bestimmten Stellung des beweglichen Organs.

Die Dekadenwählvorrichtung IV besteht bei dieser Ausführungsform aus einem an sich bekannten Wählschalter 32 für Handbetätigung oder automatische Betätigung; er ermöglicht es, einen der Ausgänge C(o,1... 9) des Zählers 23 auszuwählen, der seinerseits dem gewünschten Maß für den Anschlag des beweglichen Organs 1 entspricht und das so ausgewählte Signal/c(_0>1... ₈) auf eine Ausgangsstufe 33 (F i g. 4) gibt, die dafür sorgt, daß die Impulse dieses Signals in eine exakte Form überführt werden. Diese Ausgangsstufe 33 besteht aus einem Kippglied, das von dem Signal/'0(0,1... 9) gesteuert wird, welches seinerseits gewählt worden ist, wobei ein Signal /_c'(₀,i... 9) geliefert wird, dessen Amplitude und Dauer bei jedem Impuls festgelegt ist. Die Amplitude und die Dauer dieser Impulse sind identisch mit der Amplitude und der Dauer der Impulse des Signals Z₃, die von dem Verzögerungskreis 7 der Anzeigevorrichtung I geliefert werden, derart, daß die Signale i₃ und U (0.1... 9) ^m^~ einander vergleichbar sind.

Im übrigen wird der Verzögerungskreis 7 der Positionsangabevorrichtung I so eingestellt, daß das Signal L um einen Betrag verzögert oder in der Phase verschoben wird, der identisch der Verzögerung oder der Phasenverschiebung ist, die durch die Kette von Stromkreiselementen aus Verstärker 22, Steuerkreis 24, Zähler 23 und Ausgangsstufe 33 gebildet ist. Die Ausgangsstufe 33 besteht aus einem an sich bekannten Kippglied, das beispielsweise in der Arbeit »Transistor Circuit Design« von J. A. W a 1 s t ο η, J. R. M ü 11 e r, Texas Instruments Inc., McGraw Hill, herausgegeben 1963, S. 380 und 381 (Monostable Multivibrator), beschrieben ist. Auf diese Weise ist das Signal ic (0.1 .. 9)> welches von Dekadenwählvorrichtung IV geliefert wird, sowohl seiner Form als auch seiner Amplitude nach dem Signal z₃ identisch gleich, welches von der Positionsangabevorrichtung I geliefert wird, wenn sich

das bewegliche Organ 1 in seiner gewünschten Anhaltestellung befindet. Das Signal i₃ hat allerdings immer das entgegengesetzte Vorzeichen wie das gewählte Signal W (_0>1.. ₉>. Im übrigen ist dieses Signal U (0,1.. 9)

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um 180 Grad gegenüber dem Signal i₃ phasenverschoben. Tatsächlich verursacht der magnetische Speicher eine Phasenverschiebung von 180 Grad zwischen dem aufgezeichneten Signal und dem herausgelesenen Signal. Diese Phasenverschiebung um 180 Grad findet sich wieder in dem Signal /_c'(₀,i. . s)·

Der Vergleicher V wird vom Signal i_s aus der Positionsangabevorrichtung I gespeist, entsprechend der momentanen Stellung des beweglichen Organs 1, und das von der Dekadenwählvorrichtung IV gelieferte Signal zY(_Oil _ ₉) entspricht der gewünschten Anhaltestellung des beweglichen Organs 1. Der Vergleicher V vergleicht die Signale i_a und i_c'(o,i.. · »> ^un(^ liefert ein Fehlersignal i_e, welches dem Abstand dieser beiden Signale voneinander entspricht und damit dem Abstand zwischen der Momentanstellung des beweglichen Organs 1 und seiner gewünschten Anhaltestellung. Besteht Identität zwischen der Iststellung des beweglichen Organs 1 und seiner Sollstellung, dann sind die Signale z₃ und zV<o,i...9) ^um genau 180 Grad gegeneinander in der Phase verschoben.

Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht der Vergleicher V aus einem Phasenkomparator 34, der ein Fehlersignal i_e liefert, das dem Phasenabstand zwischen den Signalen i_s und /</(ο,ι... β) entspricht. Der Phasenkomparator 34 ist von einer Bauart, die ein Kippglied mit einem nachgeschalteten Filter enthält, das die Gleichspannungskomponente liefert, die sich aus dem rechteckigen Signal ergibt, das von dem Kippglied geliefert wird. Diese Komponente kann, falls es erforderlich ist, sie zu verstärken, mit Hilfe eines »Choppers« (Zerhackers) moduliert werden (siehe auch die Arbeit: »Digital Method in Measurements and Control« von M. H. N ο t h m a η, »Electrical Manufacturing«, September 1959, S. 131, Fig. 8 b). Das Fehlersignal i_e besteht aus einer Folge von Zacken. Die Zacken dieses Fehlersignals i_e sind regelmäßig, wenn die Stellung des beweglichen Organs 1 der gewünschten Anhaltestellung entspricht, d. h., wenn die Signale mit entgegengesetztem Vorzeichen /₃ und 'V (o,i... 9) um genau 180 Grad phasenverschoben sind.

Die Antriebsvorrichtung VI für die Verschiebung des beweglichen Organs 1 besteht aus einer Steuervorrichtung 35, die über einen Schalter E mit dem Fehlersignal i_e gespeist wird und einen Elektromotor 36 mit Energie versorgt, der das bewegliche Organ 1 in an sich bekannter Weise in die gewünschten Stellungen überführt.

Die Steuervorrichtung 35 besteht aus einem Hilfsverstärker bekannter Bauart, wie er beispielsweise in folgenden Arbeiten beschrieben ist: »Control Engineering's Handbook« von J. Truxall, McGraw Hill, erschienen 1958, »AC-Servos«, Kapitel 6, S. 45; in »Servomechanism Practice« von W. R. Ahrendt, McGraw Hill, erschienen 1954, S. 99; oder in »Transistor Circuit Design« von J. A. W a 1 s t ο n, S. R. Muller, Texas-Instruments Inc., McGraw Hill, erschienen 1963, »Servo-Amplifiers«, S. 238.

Die Wirkung des oben beschriebenen Steuersystems mit der Positionsangabevorrichtung I, der Dekadenzählvorrichtung II, der Dekadenzählvorrichtung IV, dem Vergleicher V und der Antriebsvorrichtung VI ist folgende:

Angenommen, das bewegliche Organ 1 befindet sich in seiner Ausgangsstellung, und der Magnetspeicher ist leer, d. h., auf den Spuren 10 und 11 sind keine Aufzeichnungen.

Es sei ferner angenommen, daß die Umschalter 18, 19 sich in der Stellung befinden, die in F i g. 1 dargestellt ist, d. h., daß die Leseköpfe 16, 17 mit den Verstärkern 21, 22 verbunden sind. Schließlich sei der Ausschalter E offen, so daß die Antriebsvorrichtung VI ausgeschaltet ist. Befindet sich die Positioniereinrichtung in diesem Betriebszustand, dann muß als erstes die Aufzeichnung der Bezugsstellung und der elektronischen Teilung im Magnetspeicher vorgenommen werden. Um dieses zu erreichen, muß der Benutzer

ίο des Gerätes zunächst den Motor 9 einschalten, der die Trommel des Magnetspeichers 8 antreibt, und den Generator 5, der die Statorwicklungen des Synchros 2 speist. Von diesem Augenblick an ist der Rotor des Synchros 2, dessen Winkelstellung durch die Stellung des beweglichen Organs 1 bestimmt wird, die Stelle, an der ein Strom Z₁ fließt, dessen Phase von der Winkelstellung des Rotors abhängt. Dieser Strom wird in Impulse kurzer Dauer verwandelt, im Verhältnis eines Impulses je Zyklus, und zwar mit Hilfe des Kreises 4 zur Bildung von Impulsen, der ein Signal z₂' liefert, welches aus einer Folge von Impulsen gebildet worden ist, deren Phase eindeutig der Momentanstellung des beweglichen Organs 1 entspricht. Da sich das bewegliche Organ 1 zu dieser Zeit in seiner Ausgangsstellung befindet, legt der Benutzer des Geräts den Umschalter 14 in die in F i g. 1 gezeichnete Stellung, d. h. in eine solche Stellung, daß der Schreibkopf 12 mit dem Kreis 4 zur Formung von Impulsen verbunden ist. Hierauf drückt der Benutzer des Gerätes kurz den Druckknopfschalter 15, wodurch auf den Schreibkopf 12 das Signal Z₂' gegeben wird, welches der Ausgangsstellung des beweglichen Organs 1 entspricht. Diese Ausgangsstellung oder Bezugsstellung wird auf diese Weise auf der Spur 10 des rotierenden Magnet-Speichers 8 in Form einer magnetischen Markierung aufgezeichnet. Laufen die Trommel des Magnetspeichers und der Generator 5 streng synchron miteinander, dann führt die Trommel genau eine vollständige Umdrehung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen des Signals /₂' aus, derart, daß diese Impulse die Aufzeichnung einer einzigen magnetischen Markierung auf der Spur 10 bewirken, wobei die Winkelstellung der Ausgangsstellung des beweglichen Organs 1 entspricht.

Nunmehr betätigt der Bedienungsmann den Umschalter 14, um den Schreibkopf 13 mit dem Stromkreis 4 zur Formung von Impulsen zu verbinden. Ein kurzer Stoß auf den Druckknopfschalter 15 bewirkt, daß der Schreibkopf 13 von dem Signal Z₂' beaufschlagt wird und die Aufzeichnung der Ausgangsstellung des beweglichen Organs auch auf der Spur 11 der rotierenden Trommel bewirkt.

Der Bedienungsmann verschiebt jetzt das bewegliche Organ 1 von Hand um ein Stück, welches einem Zehntel des möglichen Gesamtweges entspricht, wobei die elektronische Teilung bei dieser Ausführungsform zehn magnetische Markierungen umfaßt; hierauf bewirkt der Benutzer des Gerätes die Aufzeichnung dieser ersten Stellung des beweglichen Organs auf der Spur 11 des Magnetspeichers 8, indem er einen kurzen Stoß auf den Druckknopfschalter 15 ausübt. Diese erste Stellung des beweglichen Organs wird auf der Trommel des Magnetspeichers 8 in Form einer magnetischen Markierung aufgezeichnet, die gegenüber der magnetischen Markierung, welche die Ausgangsstellung des beweglichen Organs 1 darstellt, versetzt ist.

Der Bedienungsmann zeichnet jetzt nacheinander und auf völlig analoge Weise eine zweite, dritte usw.

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bis neunte Stellung des beweglichen Organs 1 auf, werden auf die Ausgänge C(_{Ojl 9}> und ^4(_{01 9}> des

wobei die aufeinanderfolgenden Stellungen immer um Zählwerks verteilt, entsprechend der Ordnungszahl

ein Stück voneinander entfernt sind, welches gleich eines jeden Impulses im Zuge der aufeinanderfolgenden

einem Zehntel des möglichen Gesamtweges des be- Impulsreihen I_g'.

weglichen Organs 1 ist. Sind diese Stellungen des be- 5 Man erhält auf diese Weise an jedem der Ausweglichen Organs 1 einmal aufgezeichnet worden, gänge C(_M _.. ₉) und ^(₀,i...g) des Zählwerks 23 dann trägt die Spur 11 des magnetischen Speichers Signale/_C(_0>1 _ ₉) bzw./_a(_Otl_. ₉), von denen jedes aus zehn magnetische Markierungen, die auf dem Umfang einer Impulsfolge besteht, die sich aus dem Herausder Trommel des Magnetspeichers 8 angeordnet sind, lesen einer der zehn magnetischen Markierungen auf wobei jede dieser magnetischen Markierungen einer io der Magnettrommel 8 ergeben. Die Signale zweier aufder Stellungen des beweglichen Organs 1 entspricht. einanderfolgender Ausgänge aus dem Zähler 23, die Die Gesamtzahl der magnetischen Markierungen dem wiederholten Herauslesen von zwei aufeinanderbildet eine elektronische Teilung. folgenden Markierungen des magnetischen Speichers

Nunmehr stellt der Benutzer den Wählschalter 32 entsprechen, sind um einen Wert gegeneinander ver-

auf den Ausgang des Zählers 23 ein, welcher der 15 schoben, der der Entfernung zweier aufeinander-

Stellung entspricht, in welcher der Benutzer wünscht, folgenden Stellungen des beweglichen Organs ent-

daß das bewegliche Organ 1 automatisch mitgenom- spricht.

men wird; hierauf betätigt er gleichzeitig die Schalter 26 Indessen wird nur das mit Hilfe des Wählschalters 32

und 31, wodurch das Kippglied des Umschalters 25 ausgewählte Signal /_C(₀,i... 9) von der Ausgangs-

im Steuerstromkreis 24 in seine Anfangsstellung ge- 20 stufe 33 geformt, die ein entsprechendes Si-

langt, in welcher der Umschalter die Zwischenstufe 28 gnal /V(0,1... 9) liefert, welches seinerseits den Phasen-

sperrt und den Zähler 23 auf Null einstellt. komparator 34 speist, der dieses Signal ?V<₀,i... 9) ^m[i

Im Anschluß hieran wird die Antriebsvorrichtung VI dem Signal i₃ vergleicht, welches der augenblicklichen für das bewegliche Organ, die während der Aufzeich- Stellung des beweglichen Organs 1 entspricht,
nung der elektronischen Teilung außer Betrieb war, 25 Befindet sich das bewegliche Organ nicht in seiner durch Schließung des Schalters E eingeschaltet, und gewünschten Anhaltestellung, wie sie durch das Sidas Gerät ist nunmehr betriebsbereit. Die Schließung gnal /V(0,1... 9) gegeben ist, dann wird vom Phasendes Schalters E kann auch gleichzeitig mit der Betäti- komparator 34 ein Fehlersignal i_e geliefert. Das Fehlergung der Schalter 26 und 31 erfolgen. signal i_e steuert die Antriebsvorrichtung VI des be-

Die Leseköpfe 16, 17 liefern entsprechende elek- 30 weglichen Organs, um dieses in die gewünschte An-

trische Signale i_r und i_g, entsprechend der Ablesung haltestellung zu führen und dort festzuhalten, wenn

der aufgezeichneten magnetischen Markierungen. Da das Fehlersignal i_e Null ist, d. h., wenn die Zacken des

die Leseköpfe 16,17 den Schreibköpfen 12, 13 relativ Fehlersignals regelmäßig sind.

diametral gegenüberstehen, sind die Signale i_r und i_g, Bei dieser ersten Ausführungsform, die in F i g. 1

die sich beim Herauslesen einer magnetischen Mar- 35 der Zeichnung schematisch dargestellt ist, umfaßt die

kierung ergeben, gegenüber dem Signal i₂', welches zur Positioniereinrichtung für das bewegliche Organ 1

Aufzeichnung dieser magnetischen Markierung diente, eine Anzeigevorrichtung III und eine Kontrollvor-

um 180 Grad gegeneinander phasenverschoben. richtung VII für die Dekadenzählvorrichtung II.

Da die Zwischenstufe 28 gesperrt ist, gelangen die Die Anzeigevorrichtung III liefert eine Anzeige für Impulse I₉, die vom Verstärker 22 aus dem Impuls i_g 40 die gewünschte Anhaltestellung des beweglichen durch das Herauslesen mit Hilfe des Lesekopfes 17 Organs 1 und besteht unter anderem aus einem Wählfür die elektronische Teilung geformt worden sind, schalter 37, der mechanisch mit dem Wählschalter 32 nicht auf das Zählwerk 23. der Dekadenwählvorrichtung IV verbunden ist und

Das Eintreffen eines Impulses I_r, der vom Verstärker die eine oder andere der zehn Anzeigern 38 für die 21 aus einem Impuls i_r geformt worden ist, der vom 45 Positionsangabe speist, die anzeigen, welcher der Aus-Lesekopf 16 in der Ausgangsstellung geliefert wird, gänge C(_0>1 . ₉> des Zählers 23 gewählt worden, welche bewirkt am Eingang des Umschalters 25 die Öffnung Anhaltestellung gewünscht ist.

der Zwischenstufe 28 und somit die Beaufschlagung Diese Anzeigevorrichtung III liefert auch noch eine

des Zählers 23 mit den Impulsen I₉', die sich aus der Anzeige der erreichten oder augenblicklichen Stellung

Wiedergabe der elektronischen Teilung ergeben. 50 des beweglichen Organs 1; sie besteht aus einer Gruppe

Da der Zähler 23 auf Null steht, d. h. mit seiner von Kreisen 39 zur Formung von Impulsen, zwei

ersten Stufe stromdurchlässig ist, bewirkt der erste Gruppen von »UND«-Kreisen 40, 41, die in Kaskade

Impuls, der an diesem Zähler ankommt, d. h. also der zueinander geschaltet sind, und einer Gruppe von

Impuls, welcher der ersten Stellung des beweglichen Anzeigekreisen 42.

Organs 1 nach seiner Ausgangsstellung entspricht, die 55 Diese Anzeige für die erreichte Stellung ist in den Sperrung der ersten Stufe des Zählers und die Ein- F i g. 2 und 2 a im einzelnen dargestellt. Jeder Ausstellung der zweiten Stufe dieses Zählers. Dieser erste gang A(_Oil .. ₉) des Zählers 23 ist elektrisch mit dem Impuls wird also auf die Ausgänge C₁ und A₁ des Zähl- Eingang eines Kreises zur Formung von Impulsen 39 werks gegeben. Beim Eintreffen des nachfolgenden verbunden, der im wesentlichen aus einem Kippglied Impulses I_g' an dem Zählwerk wird dieser auf die 60 besteht. Die Folge von Impulsen ζ'_α(ο,ι... ₉) speist das Ausgänge C₂ und A_% dieses Zählers usw. gegeben. Die entsprechende Kippglied, das eine Impulszehn nachfolgenden Impulse einer Folge von Impul- folge i_a\o,i.. 9) bestimmter Amplitude und bestimmter sen Ζ/, die einer vollständigen Umdrehung des Magnet- Dauer liefert. Die Dauer der Impulse i_a'(o,i... 9) ^^st Speichers 8 entsprechen, werden auf die zehn verschie- von besonderer Bedeutung, weil diese die Genauigdenen Ausgänge C(_{01 9}> und A(₀,i... 9) des Zähl- 65 keit der Anzeige bestimmt.

werks gegeben. Bei der folgenden Umdrehung des Jedes dieser Signale i_a'(₀,i... 9) speist einen der

Magnetspeichers 8 wird eine zweite Folge von Im- Eingänge eines »UND«-Kreises 40, dessen anderer

pulsen I₉' ausgesandt, und die Impulse dieser Folge Eingang von einem Signal i₃ gespeist wird, welches

seinerseits von dem von der Positionsangabevorrichtung I gelieferten Signal i₃ geformt wird; um eine zusammenhängende Anzeige zu erreichen, muß das Signal i₃ in Phase mit dem entsprechenden Signal ia (ο,ι... 9) ^semJ ^un(i die einzelnen Impulse müssen etwas langer sein. Um das Signal i₃ zu erzielen, wird das Signal i₃ in einem Kreis 44 phasenverschoben und geformt. Der Kreis 44 ist analog dem Kreis in den F i g. 6, 6 a, 6 b. Das Signal i_s gelangt in ein Kippglied (F i g. 6 b), in welchem seine rückwärtige Flanke um den gewünschten Betrag (180 Grad) mit Hilfe des Widerstandes R verschoben wird. Das Signal wird dann mit Hilfe des Umkehrkreises (F ig. 6 a) umgewandelt und schließlich mit Hilfe des Kippgliedes (F i g. 6) geformt. Dieses Kippglied (F i g. 6) ist so eingestellt, daß die Impulse des Signals /₃' etwas länger ausfallen als diejenigen der Signale ί_α'<₀,i... 9)· Da nun sämtliche Signale zY<₀,i... 9) gegeneinander phasenverschoben sind, kann nur ein einziges von diesen in einem gegebenen Augenblick in Phase mit dem Signal /_s' sein, entsprechend der augenblicklichen Stellung des beweglichen Organs 1. Infolge dieser Tatsache sind nur bei einem einzigen der »UND«- Kreise 40 zwei Eingänge in Phase und geben ein Signal ab. Tatsächlich wird nur der »UND«-Kreis, der dem Ausgang A(_o§1 ,.. ₉₎ des Zählers 23 und somit gleichzeitig der augenblicklichen Anzeige des beweglichen Organs entspricht, von zwei in Phase befindlichen Signalen beaufschlagt. Die Impulsdauer der Impulse i₃' ist etwas größer als die Dauer der Impulse /«'((,,ι.. ₈), derart, daß der genannte »UND«- Kreis selbst dann ein Signal liefert, wenn das bewegliche Oigan 1 ein wenig nach links oder nach rechts gegen seine Stellung verschoben ist, die dem Ausgang Α(_ΰΛ ... ₉) entspricht, den der Zähler 23 erfaßt hat.

Der »UND«-Kreis 40 kann auch direkt dazu dienen, eine Lampe oder irgendeine andere Anzeigevorrichtung zu steuern. Die an die Anzeigevorrichtung gelieferten Impulse hätten aber immer nur eine Dauer von einigen Zehntel Mikrosekunden und eine Frequenz von 50 Hertz, derart, daß während der relativ großen Zeitintervalle überhaupt keine Anzeige erfolgen würde. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steuern diese »UND «-Kreise 40 entsprechende Anzeigekreise 42, die aus Kippgliedern bestehen, welche die zweite Flanke der Impulse verzögern, die sie empfangen, und liefern Impulse langer Dauer, die es ermöglichen, eine Lampe oder irgendeine andere Anzeigevorrichtung während einer Zeitdauer zu speisen, die genügt, um unter Berücksichtigung des erforderlichen Beharrungsvermögens eine kontinuierliche Anzeige zu erzielen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das von dem »UND «-Kreis 40 gelieferte Signal mit Hilfe des entsprechenden »UND«-Kreises 41 in Koinzidenz mit einem Signal U gebracht, welches von der Kontrollvorrichtung VII des Dekadenzählers II geliefert wird. Das Kontrollsignal k ist nur vorhanden, wenn der Zähler 23 auf zufriedenstellende Weise arbeitet. Ein »UND«-Kreis 41 gibt nur dann ein Signal ab, wenn das Signal /₃' in Phase mit dem entsprechenden Signal /_O'(o,i... 9) i^st (Funktion des »UND «-Kreises 40) und wenn der Zähler 23 völlig richtig arbeitet (Funktion des »UND «-Kreises 41). Jeder »UND «-Kreis 41 steuert einen Anzeigekreis 42. Auf der Zeichnung sind die Kreise 39 zur Formung von Impulsen, die »UND«- Kreise 40 und 41 sowie die Anzeigekreise 42, die zu den zehn Ausgängen des Zählers 23 gehören, in einen Block zusammengefaßt, um die Zeichnung zu vereinfachen.

Die Kontrollvorrichtung VII der Dekadenzählvorrichtung II umfaßt einen elektronischen Schalter 43, der im wesentlichen aus einem Kippglied besteht, der von dem Signal I₉' gespeist wird, welches sich aus dem Lesen der elektronischen Teilung ergibt. Dieses Kippglied wird mit Hilfe des Signals C» in seinen Anfangszustand zurückgestellt, welches aus der letzten Stufe des Zählers 23 hervorgeht, nachdem er von dem entsprechenden Kreis 39 eingestellt worden ist. Der elektronische Schalter besitzt noch einen Ausschalter 45, der gleichzeitig mit den Schaltern 26 und 31 betätigt wird und den elektronischen Schalter in seine Anfangsstellung zurückführt.

Der vom Schalter 43 gelieferte Impuls wird in einem Kreis 46 für die Formung von Impulsen gebildet, der wiederum aus einem Kippglied besteht (F i g. 6), das seinerseits einen Impuls kurzer Dauer liefert, der in Phase mit dem ersten Impuls der elektronischen Teilung ist. Tatsächlich wird der Schalter 43 nur von demjenigen Signal in seine Ausgangsstellung zurückgestellt, welches vom letzten Ausgang des Zählers geliefertwird und welches dem letzten Impuls der elektronischen Teilung entspricht. Der Ausgangsimpuls i„ des Kreises 46 hat eine wesentlich kürzere Dauer als das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der elektronischen Teilung und wird in Koinzidenz mit dem Impuls i'_ai) gebracht, der von dem ersten Ausgang des Zählers 23 geliefert worden ist, nachdem der Kreis 39 entsprechend dem ersten Impuls der elektronischen Teilung mit Hilfe des »UND«-Kreises 47 geschaltet worden ist. Sind diese beiden Impulse i_v und i'_a{) in Phase, was dem exakten Betrieb der Zählvorrichtung 23 entspricht, dann liefert der »UND«- Kreis 47 einen Impuls i_v', der ein zur Anzeige dienendes Kippglied 48 steuert, dessen Zeitkonstante der Dauer einer Folge von Impulsen i_g' entspricht. Auf diese Weise halten die Impulse i_v' dieses Kippglied 48 in seinem instabilen Zustand, so daß die Speisung der Lampe C (F i g. 2 a) bewirkt wird, die das korrekte Arbeiten der Dekadenzählvorrichtung II anzeigt. Ist die Arbeitsweise des Zählers 23 nicht korrekt, dann hört das Signal i_v' allmählich auf, und das Kippglied 48 fällt in seinen stabilen Zustand zurück; es bewirkt dadurch das Erlöschen der Lampe C und das Aufleuchten der Lampe E (Fig. 2a), wodurch ein Fehler im Betrieb der Dekadenzählvorrichtung II angezeigt wird.

Außerdem wird das Signal i_v' auf einen Kreis 49 zur Formung von Impulsen gegeben, der aus einem monostabilen Kippglied besteht, das seinerseits für jeden Impuls iV einen Impuls it liefert. Dieser Kreis 49 wird so eingestellt, daß die Dauer des Impulses k gleich der Dauer einer Impulsfolge I₃' ist. Wie oben erwähnt, bewirkt das Fehlen des Signals k entsprechend einem fehlerhaften Verhalten des Zählers 23 die Unterdrückung der Anzeige der erreichten Stellung des beweglichen Organs, wobei dieses Signal η mit Hilfe eines der »UND«-Kreise 41 mit einem Signal in Koinzidenz gebracht werden muß, welches von einem der »UND «-Kreise 40 geliefert worden ist, um eines der Anzeigekreise 42 betätigen zu können.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform dieser Hilfsvorrichtung ist noch eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, die in F i g. 7 in Form eines Blockschaltbildes zur Darstellung gebracht ist. Diese Sicherheitseinrichtung umfaßt ein Kippglied 50, das von dem

Signal i_v' gesteuert wird, welches seinerseits von dem »UND«-Kreis 47 der Kontrollvorrichtung VII geliefert wird. Dieses Kippglied 50 wird so eingestellt, daß es ein Signal i_v" liefert, welches die Form einer Rechteckwelle hat. Ein von dem Signal i_v" gespeistes Filter 51 liefert die Gleichstromkomponente i_m dieser Rechteckwelle. Die Gleichstromkomponente i_m dient zur Steuerung eines »Schmittschen Triggers« 52, der ein Relais 53 betätigt, welches seinerseits das Anhalten des Motors 36 steuert.

Arbeitet die Dekadenzählvorrichtung II normal, dann liefert das Filter 51 ein Signal i_m, welches über den Schmittschen Trigger 52 das Relais 53 in der angezogenen Stellung hält, so daß die Speisung des Motors 36 für die Steuervorrichtung für die Verschiebung des beweglichen Organs 1 gesichert ist. Funktioniert andererseits die Zählvorrichtung nicht einwandfrei, dann liefert der »UND«-Kreis 47 überhaupt kein Signal i_v'. Unter diesen Bedingungen ist beim Fehlen des Signals /«' das von dem Filter 51 gelieferte Signal i_m Null, so daß sich der Zustand des Schmittschen Triggers 52 ändert, das Relais 53 abfällt und der Motor 36 stehenbleibt. Auf diese Weise wird also bei nicht einwandfreiem Betrieb der Dekadenzählvorrichtung II der Benutzer des Gerätes insofern durch das Kippglied 48 aufmerksam gemacht, als eine Anzeige bei 42 der erreichten Stellung des beweglichen Organs 1 fehlt; außerdem wird das bewegliche Organ sofort angehalten. Dadurch vermeidet man nachfolgende Zwischenfälle bei einer irrtümlichen Stellung des beweglichen Organs 1.

Selbstverständlich kann man zur Erhöhung der Genauigkeit der Einstellung des beweglichen Organs 1 die Zahl der Stellungen des Organs für die Registrierung in dem magnetischen Speicher der Dekadenzähl-Vorrichtung II erhöhen. Tatsächlich ist es ohne weiteres möglich, tausend Stellungen des beweglichen Organs 1 auf ein und derselben Spur des rotierenden Magnetspeichers 8 aufzuzeichnen. Dies geschieht beispielsweise bei der abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, die in F i g. 11 teilweise dargestellt ist. Die F i g. 11 zeigt Teile der Positionsangabevorrichtungen I und der Dekadenzählvorrichtungen II sowie die Anzeigevorrichtung III. Bei dieser Ausführungsform besteht das Signal i_g entsprechend der Ablesung der in dem Magnetspeicher registrierten elektronischen Teilung (in Fig. 11 nicht dargestellt) aus Folgen von Impulsen, von denen jede entsprechend den tausend Stellungen des beweglichen Organs 1 tausend Impulse umfaßt.

Genau wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 werden die Signale i_g und i_r, die sich aus der Ablesung der in dem Magnetspeicher aufgezeichneten Informationen ergeben, verstärkt und auf den Steuerkreis 24 der Zähler 23 gegeben.

Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Zähler 23 drei Zehnerstufen 23¹, 23² und 23³, entsprechend den Hunderten, den Zehnern und den Einern. Jede der Dekaden 23 \ 23² und 23³ ist identisch mit dem Zähler 23 in F i g. 1. Die Zehnergruppe 23³ wird von dem Signal // gespeist, das aus dem Steuerkreis 24 kommt und aus aufeinanderfolgenden Zügen zu je 1000 Impulsen besteht. Diese Zehnergruppe 23³ verteilt die Impulse des Signals /</ auf jeden ihrer Ausgänge Α³(_0Λ ...9). Das von dem Ausgang A₀ ³ dieser Zehnergruppe 23³ gelieferte Signal der Einerzählung speist die Zehnergruppe 23² für die Zählung der Zehner. Für jede Folge von Impulsen des Signals // umfaßt das von dem Ausgang A₀ ³ gelieferte Signal 100 Impulse. Diese 100 Impulse werden auf die Zehnergruppe zur Zählung der Zehner 23² auf jeden dieser Ausgänge Α²(_0Λ _. ₉> verteilt. Der Ausgang A₀ ² der Zehnergruppe 23² speist die Zehnergruppe für die Zählung der Hunderter 23¹ im Verhältnis von 10 Impulsen I₉' entsprechend einer Ablesung der tausend Impulse der elektronischen Teilung. Die Zehnergruppe 23^x verteilt die zehn Impulse auf jeden der Ausgänge A¹^_1- _ _ ₉). Der Zähler 23 umfaßt also drei in Kaskade geschaltete Dekaden und ermöglicht es, mit Hilfe der 30 Ausgänge A¹^₁ ... ₈), Α²(_0Λ ... ₉>, A³(o,i...9) jeden einzelnen Impuls der tausend Impulse jeder Folge von Impulsen I_g' zu identifizieren, entsprechend einer Lesung der elektronischen Teilung. In diesem speziellen Falle und immer dann, wenn der Zähler 23 mehr als eine Zehnergruppe umfaßt, muß unter »einem Ausgang des Zählers 23« die Kombination mit einem Ausgang jeder Dekade des Zählers verstanden werden. In dem hier untersuchten Fall wird ein Ausgang des Zählers 23 also durch die Kombination eines Ausgangs aus jeder der Dekaden 23¹, 23² und 23³ gebildet.

Bei dieser abgeänderten Ausführungsform würde die Dekadenwählvorrichtung IV die Wähleinrichtungen 32¹, 32², 32³ umfassen. Die drei Steuersignale, die man ausgewählt hat und die demnach aus einer einzigen Zehnergruppe hervorgehen, können dazu dienen, das entsprechende Steuersignal in der gewünschten Stellung des beweglichen Organs 1 zu formen.

Bei dieser Ausführungsform liefert die Anzeigevorrichtung III eine Anzeige der von dem beweglichen Organ 1 erreichten Stellung, die analog derjenigen ist, die unter Bezugnahme auf F i g. 1 erläutert worden ist, und zwar für jede der Dekaden 23¹, 23² und 23³ des Zählers. Tatsächlich umfaßt diese Anzeige Gruppen von Kreisen 39¹, 39², 39³, zur Bildung von Impulsen, die Gruppen von »UND«-Kreisen 40¹, 40² und 40³ speisen. Die »UND«-Kreise 40¹, 40² und 40³ werden auf ähnliche Weise von Signalen I₃' gespeist, die dem Signal Z₃ entsprechen, welches von der Positionsangabevorrichtung I geliefert wird, aber mit Hilfe der Stromkreise für die Phasenverschiebung um 180 Grad bzw. die Kreise 44¹, 44² und 44³ zur Formung der Impulse in die gewünschte Form gebracht wird. Die »UND«- Kreise 40 *, 40² und 40³ steuern bei Speisung durch zwei in Phase befindliche Signale die entsprechenden Anzeigekreise 42¹, 42² und 42³.

Bei dieser Ausführungsform ist die Kontrollvorrichtung VII der Dekadenzählvorrichtung analog der Vorrichtung in F i g. 1 und ermöglicht es, daß beim Eintreffen des ersten Impulses einer jeden Folge von tausend Impulsen I₃' die drei Ausgänge ^₀ ¹, A₀ ² und A₀ ³ gespeist werden, d. h. also in diesem Falle, daß die Zählvorrichtung auf Null zurückgestellt wird.

Die Kontrollvorrichtung VII enthält, wie die Kontrollvorrichtung gemäß F i g. 1, einen elektronischen Schalter 43, der von dem Signal I_g gespeist und von dem Ausgang A_o ^s des Zählers gesteuert wird. Das vom Schalter gelieferte Signal, welches von dem ersten Impuls einer jeden Folge von zehn Impulsen I_g gebildet ist, wird dann in einem Kreis 46 geformt, der dem Kreis 39 zur Formung von Impulsen ähnlich ist und ein Signal i_v liefert, welches einen der Eingänge des »UND«-Kreises 47 speist. Der andere Eingang des »UND«-Kreises 47 wird von einem Signal i_s in Abhängigkeit von der Koinzidenz beaufschlagt, die von einem »UND«-Kreis 54 der Signale herbeigeführt

wird, die aus den Ausgängen A₀ ¹, A₀ ² und A₀ ³ der Zählvorrichtung geliefert werden, nachdem sie mit Hilfe der Kippglieder 55¹, 55² und 55³ geformt worden sind. Der »UND«-Kreis 54 liefert nur dann ein Signal i_g, wenn seine drei Eingänge (die aus 55¹, 55'² und 55³ herauskommen) in Phase sind, d. h. bei jedem tausendsten Impuls //, der in den Zähler 23 gelangt. Dieser Fall tritt nur ein, wenn die drei Zehnergruppen 23¹, 23² und 23³ ganz genau arbeiten. Das Signal i_Q stellt also bereits für sich eine Kontrolle für den Zähler 23 dar. Diese Kontrolle ist aber durchaus nicht immer ausreichend, weil parasitäre Impulse die Zehnergruppen des Zählers 23 beeinflussen können (beispielsweise dadurch, daß man sämtliche Ausgänge aus der Zehnergruppe 23³ um eine Einheit verschiebt). Um eine ausreichende Kontrolle zu gewinnen, vergleicht man jeden tausendsten Impuls //, der in den Zähler 23 gelangt, mit dem Signal ig. Diese zweite Kontrolle erreicht man mit Hilfe des »UND«-Kreises 47. Bei dem dargestellten Beispiel besteht das Signal /„ aus einer Aufeinanderfolge von Impulsen, die jedem zehnten Impuls I_g' entspricht. Infolgedessen umfaßt das Signal /„ 100 Impulse für jede Ablesung einer vollständigen elektronischen Teilung mit 1000 Impulsen. Nur der erste dieser 100 Impulse i_v ist in Phase mit dem Signal i_a, wenn die Zählvorrichtung normal arbeitet. Die Koinzidenz dieses Impulses i_v mit dem Signal i_q erzeugt ein Signal i_v'. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Signal, welches den elektronischen Schalter 43 in seinen Ausgangszustand zurückstellt, nicht von dem Signal i'Jl, sondern durch Herbeiführung der Koinzidenz der Signale i'^„ i£„ i'J,,. In diesem Falle umfaßt das Signal i_v nur einen Impuls auf tausend Impulse I₁J. Arbeitet der Zähler normal, dann ist jeder Impuls i_v in Koinzidenz mit einem Impuls iq, wodurch also ein Signal i_v' erzeugt wird. Dieses Signal /„' steuert ähnlich wie bei der Anordnung nach F i g. 1 ein Kippglied 48 für die Zwecke der Anzeige, unabhängig davon, welche Form das Signal i_v' hat.

Die in den F i g. 12 und 13 dargestellte zweite Ausfübrungsform der Positioniereinrichtung ähnelt der Ausführungsform gemäß F i g. 11, umfaßt aber eine elektronische Teilung mit 10™ Impulsen, d. h. η Zehnergruppen. In dem Blockschaltbild der F i g. 12 sind die Anzeigevorrichtungen III und die Kontrollvorrichtung VII der Dekadenzählvorrichtung II fortgelassen, um die Zeichnung zu vereinfachen und das Verständnis zu erleichtern. Die Dekadenzählvorrichtung II entspricht der Vorrichtung in F i g. 1, enthält aber einen Zähler 23 mit η Zehnergruppen.

Bei dieser zweiten Ausführungsform besteht die Dekadenwählvorrichtung IV aus einer ziffermäßigen Steuervorrichtung mit Lochstreifen.

Die Wählvorrichtung IV umfaßt ein Einführungsorgan aus einem Lochstreifen R, einen Impulsionsmotor 75 für den schrittweisen Vorschub des Bandes sowie eine Lesevorrichtung 74 (»Friden« Commercial Controls Corp., Rochester, oder »Creed« Creed and Co. Ltd., Croydon); eine Dekodiervorrichtung 76 (»The Design of Switching Circuits« von W. K e i s t e r; A. E. Ritchie, S. A. Washburn, Van Nostrand Co. Editeur, Kapitel 13, »Codes an Translating Circuits«), fortlaufende Informationen in kodierter Form auf dem Lochstreifen R, einen Impulsgenerator 77, der einerseits elektrisch mit dem Impulsionsmotor 75 über einen Schalter 78 und andererseits mit einem Dezimalzähler 79 unter Zwischenschaltung eines Ausgangskreises 80 sowie eine Verteilermatrix 81 enthält, die einerseits von der Dekodiervorrichtung 76 und andererseits von dem Dezimalzähler 79 aus gespeist ist.

Der Impulsgenerator 77 ist ein Generator an sich bekannter Bauart; er ist beispielsweise in folgenden Arbeiten beschrieben, »Transistor Circuit Design« von J. A. W a 1 s t ο n, J. R. M ü 11 e r, Texas Instruments Inc., McGraw Hill Herausgeber, 1963, »Digital Circuits«, S. 377; in »Transistor Circuit Engineering«,

ίο von R. F. S h e a, J. Whiley & Sons oder Chapmann & Hall, Ausgabe 1958, »Pulse Oscillators«, S. 260; oder in »Pulse and Digital Circuits« von J. Millman und H. Taub, McGraw Hill Herausgeber, 1956, »Astable Multivibrator«, S. 199.

Der Impulsionsmotor 75 wird von elektrischen Impulsen angetrieben, die von dem Impulsgenerator 77 geliefert werden, und nimmt bei jedem Impuls, den er empfängt, den Lochstreifen über eine bestimmte Strecke mit, die der Entfernung entspricht, die zwei aufeinanderfolgende Loch reihen g(_lf2... n) voneinander trennt.

Der Impulsgenerator 77 liefert Steuersignale an den Impulsionsmotor 75 und an den Dezimalzähler 79, die aus Folgen von Impulsen bestimmter Frequenz bestehen.

Der Lochstreifen R enthält außer den erforderlichen Informationen für die Steuerung der Maschine (beispielsweise für die Schnittgeschwindigkeit oder die Vorschubgeschwindigkeit, die Bezeichnung des erforderlichen Werkzeugs usw.) die entsprechenden Informationen für die entsprechenden gewünschten Haltezeichen oder das gewünschte Haltezeichen für das bewegliche Organ. Die Informationen, die sich auf die gewünschte Angabe für das bewegliche Organ 1 beziehen, bestehen aus einer Gruppe g(_1>2...») von Perforationen für jede Zahl. Der Streifen oder das perforierte Band R enthält auch Informationen, die sich auf die Steuerung des Ausgangskreises 80, des Ausgangskreises 83 und der Dezimalzählvorrichtung 79 beziehen. Die Kodierung der fortlaufenden Informationen auf dem Band R entspricht vorzugsweise den EIA-Normen.

Der Ausgangskreis 80 entspricht der Zwischenstufe 28 des Steuerkreises 24 in F i g. 5.

Der Dezimalzähler 79 besitzt η Ausgänge ß(_1>2...»). Der erste vom Zähler empfangene Impuls wird auf den Ausgang Ci₁ gegeben, der zweite auf den Ausgang a₂ usw. Der Zähler kann aus einem Ringzähler mit einer oder mehreren Zehnergruppen bestehen und entspricht dem Zähler in F i g. 3. Der Zähler 79 kann mit Hilfe eines Signals i_z auf Null zurückgestellt werden, welches einer Information auf dem Lochstreifen R entspricht.

Die Dekodiervorrichtung 76 verwandelt jede Linie

mit Löchern in dem Band R in elektrische Signale, die an dem Ausgang b(_Otl ... ₉> erscheinen, entsprechend der Zahl, die durch diese Lochreihe festgelegt ist.

Die Matrix 81 für die Verteilung umfaßt η Spalten, die den Dekaden zugeordnet sind, und zehn Linien, die den Ziffern 0 bis 9 zugeordnet sind. Die Schnittpunkte der Linien und der Spalten dieser Matrix werden von »UND«-Kreisen 82 gebildet. Sämtliche »UND «-Kreise 82, die zu einer Spalte gehören, werden in Parallelschaltung von dem Ausgang «α... _n) der Dezimalzähler 79 gespeist, entsprechend einer Dekade.

Sämtliche »UND«-Kreise 82, die zu ein und derselben Linie gehören, werden in Parallelschaltung von dem Ausgang έ(_0>1... g) der Dekodiervorrichtung 76 entsprechend einer Zahl gespeist. Jeder einzelne »UND«-

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Kreis 82 liefert nur dann ein Signal, wenn er zur gleichen Zeit von den entsprechenden Ausgängen der Dekodiervorrichtung 76 und dem Dezimalzähler 79 gespeist wird.

Die Dekadenwählvorrichtung umfaßt außerdem noch (10 · η) Ausgangskreise (F i g. 13), welche die (10 · n) Ausgänge des Zählers 23 der Dekadenzählvorrichtung II kontrollieren. Jeder der zehn Ausgangskreise 83, welcher der ersten Dekade des gewünschten Anhaltezeichens entspricht, wird von einem der »UND«-Kreise 82 der ersten Spalte der Matrix gesteuert, welcher der ersten Zehnergruppe entspricht, die »UND«-Kreise 82 der anderen Spalten der Matrix 81 steuern auf analoge Weise die Ausgangskreise 83 der anderen Zehnergruppen des Zählers 23.

Die Ausgangskreise 83 werden ebenso vor dem Hersaulesen der Information für die Markierung der gewünschten Anhaltestellung mit Hilfe des Signals i_z in einen Anfangszustand gestellt, welches von dem Lesen einer Information herkommt, die sich auf dem Lochstreifen befindet.

Die Wirkungsweise dieser zweiten Ausführungsform der Steuervorrichtung ist hinsichtlich der Positionsangabevorrichtung I, der Dekadenzählvorrichtung II, des Vergleichers V und der Antriebsvorrichtung VI gleich der Wirkungsweise der ersten Ausführungsform. Es ist lediglich die Auswahl der Ausgänge des Zählers 23, die dem gewünschten Anhaltekennzeichen des beweglichen Organs 1 entspricht, unterschiedlich.

Im Ruhezustand der Wählvorrichtung ist der Schalter 78 offen, der Ausgangskreis 80 gesperrt, der Dezimalzähler 79 auf Null, und es sind auch alle übrigen Ausgangskreise 83 gesperrt.

Der Benutzer des Gerätes schließt dann den Schalter 78 und bewirkt damit die Speisung des Impulsmotors 75 aus dem Impulsgenerator 77, wobei der Motor das perforierte Band R schrittweise weiterbefördert; er bewirkt auf diese Weise die Rückstellung des Dezimalzählers 79 auf Null und die Sperrung der Ausgangskreise 83. Diese Vorgänge können ebenso automatisch mit Hilfe einer Information in dem Lochstreifen oder perforierten Band bewirkt werden, so daß ein Impuls i_z entsteht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das bewegliche Organ mit Hilfe einer automatischen Einstellung in mehrere aufeinanderfolgende Anhaltestellungen gebracht wird. Hierauf liefert eine Information des Bandes R nach dem erfolgten Herauslesen und Dekodieren ein Signal i_x, welches die Öffnung des Ausgangskreises 80 bewirkt. Von diesem Zeitpunkt an bewirkt jeder vom Generator 77 gelieferte Impuls einerseits das Vorrücken des Bandes R um einen Schritt und andererseits den Durchgang des Ausgangssignals des Dezimalzählers 79 von einem seiner Ausgänge auf den nächstfolgenden.

Auf diese Weise läßt die erste Linie von Perforationen ^₁ an dem entsprechenden Ausgang 6(_0il... ₉> des Dekodierungsgerätes ein Signal erscheinen, welches der ersten Zahl entspricht, und da der Ausgang a_x des Dezimalzählers 79 unter Spannung steht, steuert der »UND«-Kreis 82 der ersten Spalte, die der ersten Zehnergruppe entspricht, die Öffnung des entsprechenden Ausgangskreises 83.

Auf ähnliche Weise werden so die Linien g<₂ n) dekoriert und verursachen nacheinander die Öffnung der Ausgangskreise 83 entsprechend der zweiten bis . .«-ten Dekade des Zählers 23. Der »UND«-Kreis 54 läßt die Signale i_C(i...«) des Zählers 23 hindurch, sobald eine Zahl in jeder Zehnergruppe zur Öffnung eines Ausgangskreises 83 ausgewählt worden ist, und liefert das Signal i_e', welches der gewünschten Stellung des beweglichen Organs entspricht. Der Ausgangskreis 83 (Fig. 13) enthält einen Transistor Ti? 1, der den Impulsen die Form gibt, einen Transistor TR2, der ein Gatter darstellt, und zwei Transistoren TR3, TR4, die zusammen ein Kippglied bilden. Die Wirkung dieses Kreises ist ähnlich der Wirkung des Kreises in Fig. 5. Das Signal i_c' wird schließlich mit dem Signal /₃ verglichen, welches der tatsächlichen Stellung dieses beweglichen Organs 1 entspricht, und zwar für die Formung eines Fehlersignals i_e, welches die Verschiebungen des beweglichen Organs steuert. Diese Vorgänge spielen sich also ähnlich wie die entsprechenden Vorgänge bei der ersten Ausführungsform der Steuervorrichtung ab. Ist die letzte Perforationslinie g„, die der «-ten Dekade des Anhaltezeichens des beweglichen Organs entspricht, dekodiert, dann bewirkt eine Information des Bandes beim nachfolgenden Vorrücken die Schließung des Ausgangskreises 80. Die Ausgangskreise 83, die vorher geöffnet worden waren, bleiben jedoch offen bis zum Anhalten des beweglichen Organs 1 in der gewünschten exakten Stellung.

Die elektronische Positioniereinrichtung, wie sie bisher unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 13 beschrieben worden ist, erlaubt die Einstellung des beweglichen Organs 1 in den zehn bzw. tausend oder «-Stellungen, die vorher durch einfache zahlenmäßige Wahl der gewünschten Anhaltestellung aufgezeichnet worden sind, d. h. also durch die Wahl des entsprechenden Ausganges des Zählers 23. Es muß allerdings ausdrücklich gesagt werden, daß in der bisherigen Beschreibung die gewünschte Anhaltestellung stets aus einer festen Bezugsstellung heraus identifiziert war, die man als die ursprüngliche Stellung oder beispielsweise auch als die Ausgangsstellung des beweglichen Organs bezeichnen kann. Das bedeutet, daß die Wählvorrichtung immer in Abhängigkeit von dem absoluten Anhaltesignal gesteuert werden muß, d. h. von der Markierung relativ zu der ursprünglichen Stellung oder der Ausgangsstellung des beweglichen Organs. Beim praktischen Betrieb wird dies mitunter als sehr störend empfunden, weil der Benutzer es sehr oft wünscht, die Wählvorrichtung in Abhängigkeit der relativen Anhaltemarkierung aus zu steuern, d. h. in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen oder zwei aufeinanderfolgenden Anhaltestellungen.

Gerade dies erreicht man aber mit Hilfe der Positioniereinrichtung nach der Erfindung. Das bewegliche Organ 1 wird am Anfang in seine erste Anhaltestellung gebracht, wie dies oben beschrieben worden ist. Sobald sich das bewegliche Organ in dieser ersten Anhaltestellung befindet, löscht der Benutzer des Gerätes mit Hilfe der Löschvorrichtung 20 den Bezugsimpuls, der auf der Spur 10 des rotierenden Magnetspeichers 8 aufgezeichnet ist, und zeichnet einen neuen Bezugsimpuls auf, welcher der Stellung entspricht, in der sich das bewegliche Organ jetzt befindet, d. h. also der ersten Anhaltestellung. Um nun das bewegliche Organ in seine zweite Anhaltestellung zu bringen, steuert der Benutzer des Gerätes die Dekadenwählvorrichtung in Abhängigkeit vom Abstand der ersten Anhaltestellung von der zweiten Anhaltestellung. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß bei automatischer Steuerung der Wählvorrichtung IV die Löschung der alten Bezugsstellung und die Aufzeichnung der neuen Bezugs-

stellung ebenfalls auf automatischem Wege vorgenommen werden können.

Es muß allerdings bemerkt werden, daß die Benutzung einer veränderlichen Stellung bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen zu einer falschen Anzeige der Anzeigevorrichtung bezüglich der von dem beweglichen Organ erreichten Stellung führen würde. Tatsächlich entspricht der erste Impuls einer jeden Folge von Impulsen des Signals //, nicht mehr der ursprünglichen oder der Ausgangsstellung des beweglichen Organs 1. Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß man in diesem Falle zu einer Löschvorrichtung greifen, wie sie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, bei der eine feste Bezugsanzeige erfolgt.

Bei Maschinen mit einem beweglichen Organ 1, welches über eine Entfernung von 1 m oder mehr verschiebbar ist, und wenn man eine hohe Genauigkeit der Einstellung erreichen will, ist es durchaus möglich, eine elektronische Teilung mit 10⁴ und 10⁶ Impulsen aufzuzeichnen, entsprechend den Stellungen des beweglichen Organs von einem Zehntel Millimeter oder einem Mikron für eine Gesamtverschiebung von 1 m. Die Aufzeichnung von 10^e ganz bestimmten magnetischen Markierungen auf einer einzigen kreisförmigen Spur würde vom wirtschaftlichen und technischen Standpunkt aus gesehen zu Magnettrommelspeichern mit ungewöhnlich großen Abmessungen führen.

Infolgedessen benutzt man für große Genauigkeit zwei oder mehrere elektronische Teilungen.

Die dritte Ausführungsform der elektronischen Steuervorrichtung nach der Erfindung, die in den F i g. 14 und 15 dargestellt ist, umfaßt zwei elektronische Teilungen und ist für eine Steuerung mit fester oder veränderlicher Bezugsstellung eingerichtet. Diese dritte Ausführungsform enthält außerdem einen Vergleicher V und eine Kontrollvorrichtung VII für die sequentielle Zählung, die identisch mit denen in F i g. 1 ist. Diese Vorrichtungen sollen hier nicht noch einmal beschrieben werden, und die einzelnen Teile dieser Vorrichtungen tragen die gleichen Bezugsziffern wie die entsprechenden Teile der ersten Ausführungsform.

Die Positionsangabevorrichtung I enthält wie bei der ersten Ausführungsform einen ersten von einem Synchro gebildeten Istwertgeber, der mechanisch mit dem beweglichen Organ 1 verbunden ist und dessen Rotor für den ganzen Lauf des beweglichen Organs eine Drehbewegung von weniger als 180 Grad bewirkt. Der Stator dieses ersten Istwertgebers 2 wird mit Diehstrom aus dem Generator 5 gespeist. Der eiste Istwertgeber 2 liefert ein Signal Z₁, dessen Phasenlage der Stellung des beweglichen Organs 1 entspricht und welches in Impulsfolgen z₂, i₂ mit Hilfe eines Kreises 4 zur Bildung von Impulsen (F i g. 8) umgewandelt wird, wie dies oben beschrieben worden ist.

Die abgewandelte Positionsangabevorrichtung umfaßt noch einen zweiten Istwertgeber 61, der von einem Synchro gebildet wird, dessen Rotor mechanisch mit dem beweglichen Organ 1 unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 62 so verbunden ist, daß der Rotor eine vollständige Umdrehung für eine Verschiebung des beweglichen Organs ausgeführt, die gleich einem Vielfachen seines Gesamtweges ist. Der Stator dieses zweiten Istwertgebers 61 wird ebenfalls aus dem Generator 5 mit Dreiphasenstrom gespeist, so daß der Rotor des zweiten Istwertgebers 61 ein elektrisches Signal J₁ liefert, dessen Phasenlage eine Funktion der Stellung des beweglichen Organs innerhalb eines jeden Untervielfachen des Gesamtweges des beweglichen Organs ist. Dieses Signal J₁ wird in Folgen von Impulsen J₂, j₂ mit Hilfe eines Kreises 63 zur Formgebung von Impulsen in kurzdauernde Impulse umgewandelt, wobei dieser Umwandlungskreis mit dem formgebenden Kreis 4 in F i g. 8 identisch ist.

Die Signale i₂ und J₂ werden auf die Dekadenzählvorrichtung II, während die Signale i₂ und J₂ unter

ίο Zwischenschaltung eines elektronischen Umschalters 64, und so, daß immer nur ein einziges dieser Signale auf einmal gegeben wird, auf einen Verzögerungskreis 7 gegeben werden, der das Signal i₃ liefert, welches eines der Eingangssignale für den Vergleicher V abgibt.

Der in Fig. 15 im einzelnen dargestellte elektronische Umschalter 64 besteht aus einem Schmittschen Trigger 65 (s. »Transistor Circuit Design«, J. A. W a 1 s t ο n, J. R. Müller, Texas Instrument Inc., McGraw, 1963, S. 381 bis 383), der zwei Ausgangskreise 66, 67 steuert, die entsprechend von Signalen /₂ und j₂ gespeist werden. Je nach dem Schaltzustand des Schmittschen Triggers 65 wird der eine oder der andere der Ausgangskreise 66 bzw. 67 gesperrt. Jeder Ausgangskreis 66 und 67 besitzt zwei Transistoren TT? 1 und TR2, von denen der erste die Impulse bildet, während der zweite ein von dem Stromkreis 65 gesteuertes Gatter darstellt. Der Schaltzustand des Schmittschen Triggers 65 wird von einem Signal /,, gesteuert, welches von der Antriebsvorrichtung VI des beweglichen Organs geliefert wird, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll.

Die Dekadenwählvorrichtung IV enthält zwei Wählschalter 32 und 32', von denen jeder einen der Ausgänge des Zählers 23 auswählen kann. Jeder dieser beiden Wählschalter 32, 32' ist unter Zwischenschaltung eines elektronischen Umschalters 93 an den Stromkreis 33 zur Formung von Impulsen angeschlossen. Dieser elektronische Umschalter 93 ist wie der elektronische Umschalter 64 aufgebaut und wird ebenfalls durch das Signal i_n gesteuert. Wünscht man also das bewegliche Organ in die Stellung, beispielsweise »83« einzustellen, dann stellt der Benutzer des Gerätes den Wählschalter 32 auf den achten Ausgang des Zählers 23 ein und den Wähler 32' auf den dritten Ausgang des gleichen Zählers 23 ein. In einer ersten Phase der Einstellung des beweglichen Organs 1, welches durch die erste elektronische Teilung gesteuert wird, wird das Signal i'_cS von einer Betätigungsvorrichtung geliefert, und nachdem das bewegliche Organ 1 die Marke »80« erreicht hat, liefert die Antriebsvorrichtung VI einen Impuls i_n, der die Umschaltung der elektronischen Umschalter 64, 72 und 93 bewirkt. In dieser zweiten Phase des Einstellvorganges, der mit Hilfe der zweiten elektronischen Teilung gesteuert wird, wird das Signal i'_c3 auf ein Betätigungsorgan gegeben, und das bewegliche Organ 1 wird bis zu der Marke »83« geführt und dort festgehalten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Zähler eine einzige Zehnergruppe für eine elektronische Teilung von zehn magnetischen Punkten. Selbstverständlich könnte der Zähler 23, wie bei einigen vorhergehenden Beispielen, auch mehrere Zehnergruppen umfassen. In diesem Falle würde der Zähler ebenso viele Wählschalter 32, 32' umfassen, wie der Zähler 23 Zehnergruppen umfaßt. Das bedeutet aber, daß die dargestellte Vorrichtung für eine Dekade ebensooft multipliziert werden könnte wie der Zähler

23 Zehnergruppen umfaßt. Ganz allgemein verfügt man also über Wählschalter, deren Anzahl der Anzahl von Zehnergruppen des Zählers 23 entspricht, wobei jede dieser Gruppen einen Wählschalter für jede elektronische Teilung umfaßt und die Gruppen ebenfalls drei oder mehr Gruppen sein können.

Die Antriebsvorrichtung VI umfaßt, wie bei der ersten Ausführungsform (F i g. 1), eine Steuervorrichtung 35, die von dem Fehlersignal i_e beaufschlagt wird, das den Motor 36 steuert, der seinerseits das bewegliche Organ 1 mitnimmt. Bei dieser dritten Ausführungsform enthält die Antriebsvorrichtung auch noch einen Diskriminator 84, der ebenfalls vom Fehlersignal i_e beaufschlagt wird und das genannte Signal i_n liefert. Dieser Diskriminator besitzt ein Tiefpaßfilter, welches die Zacken des Fehlersignals i_e ausfiltert und ein Signal abgibt, dessen Pegel sich nach Maßgabe der Länge der Zacken des Fehlersignals i_e ändert. Dieses Signal mit veränderlichen Pegel steuert ein Kippglied, welches den Steuerimpuls i_n liefert. Das Kippglied wird beispielsweise gleichzeitig mit der Rückstellung des Zählers 23 auf Null, mit Hilfe des Schalters 85 in seine anfängliche Stellung gebracht, und beim Absinken des von dem Filter gelieferten Signals unter einen vorher eingestellten Wert ändert sich der Schaltzustand des Kippgliedes, wodurch der Steuerirnpuls i_n erzeugt wird, der die elektronischen Umschalter 64 und 93 betätigt.

Diese Dekadenzählvorrichtung II dieser dritten Ausführungsform weist einen Magnetspeicher 8 auf, dessen Trommel von einem Motor 9 angetrieben wird, und treibt den Generator 5 an. Auch auf diesem rotierenden Magnetspeichers befindet sich eine Spur 10, in der eine feste oder bewegliche Bezugsstellung für das bewegliche Organ aufgezeichnet ist, und zwar in Form eines magnetischen Punktes und unter Benutzung eines Schreibkopfes 12, der von dem Signal i₂' beaufschlagt wird, sobald ein Druckknopfschalter 15 betätigt wird.

Der rotierende Magnetspeicher 8 trägt außerdem eine erste Steuerspur 11, auf welcher mit Hilfe eines vom Signal i₂' beaufschlagten Schreibkopfes 13 der bei geschlossenem Schalter 15 eine erste elektronische Teilung aufgezeichnet wird, die beispielsweise aus tausend Impulsen besteht, entsprechend den aufeinanderfolgenden Verschiebungen des beweglichen Organs 1 um einen Millimeter.

Der Magnetspeicher 8 trägt darüber hinaus noch eine zweite Steuerspur 68, auf welcher mit Hilfe eines vom Signal J₂' beaufschlagten Schreibkopfes 69 nach Schließung des Schalters 15 eine zweite elektronische Teilung aufgezeichnet wird, deren Anfang identisch mit dem Anfang der ersten elektronischen Teilung ist. Die zweite elektronische Teilung besteht beispielsweise aus tausend Impulsen, entsprechend den aufeinanderfolgenden Verschiebungen des beweglichen Organs um ein Mikron. Die Gesamtheit der zweiten elektronischen Teilung entspricht ganz allgemein einer Verschiebung des beweglichen Organs, die gleich derjenigen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stellungen ist, die in der ersten elektronischen Teilung aufgezeichnet sind.

Die Umschalter 88, 89, 90 dienen zur Speisung der Schreibköpfe 12, 13 und 69 mit Hilfe der Signale i₂' bzw. j₂'.

Entsprechend der ersten Ausführungsform wird auch hier der feste oder veränderliche Bezugsimpuls, der auf der Spur 10 des Speichers aufgezeichnet ist, mit Hilfe eines Lesekopfes 16 herausgelesen und mit Hilfe des Verstärkers 21 verstärkt, um das Signal /,- zu erzeugen, welches den Steuerkreis 24 des Zählers 23 steuert. Dieser Bezugsimpuls kann veränderlich sein, d. h., er kann nach jedem Anhalten des beweglichen Organs 1 abgewandelt werden.

Die erste elektronische Teilung wird mit Hilfe eines Lesekopfs 17 abgelesen, und das sich bei Ablesung ergebende Signal wird vom Verstärker 22 verstärkt, um das Signal I₃ zu bilden, welches auf einen elektronischen Umschalter 72 gegeben wird. Die zweite elektronische Teilung wird auf gleiche Weise mit Hilfe des Lesekopfes 70 gelesen, worauf das sich ergebende Signal in einem Verstärker 71 verstärkt wird, um das Signal /,, zu formen, welches auf den zweiten Eingang des elektronische Umschalter 72 gegeben wird. Dieser elektronische Umschalter 72 ist identisch mit dem elektronischen Umschalter 64 in F i g. 15 und liefert ein Signal / an den Steuerkreis 24 des Zählers 23. Der elektronische Umschalter 64 wird ebenfalls mit Hilfe des Signals i„ gesteuert, der von dem Diskriminator 84 der Antriebsvorrichtung VI geliefert wird.

Beim Betrieb dieser Steuervorrichtung werden die Signale /₃ und I₀ in einer ersten Phase der Einstellung des beweglichen Organs durch die Signale /₂ und I₀ gebildet (weil das bewegliche Organ sich jetzt beispielsweise innerhalb eines Bereiches von ± 1 mm rings um die gewünschte Anhaltemarke befinden kann). Befindet sich jetzt das bewegliche Organ 1 in der Nähe seiner gewünschten Anhaltestellung (angenommen in einer Entfernung, die beispielsweise kleiner ist als ± 1 mm von der gewünschten Stelle), dann werden diese Signale /₃ und / in einer zweiten Phase der Einstellung des beweglichen Organs mit Hilfe der Signale/₂ und J₀ erzeugt. Der Übergang von einer elektronischen Teilung zu der anderen entspricht also einer Änderung des Maßstabs.

InjedemFallemußmansichversichern,daßbeidiesem Übergang von der einen Teilung zu der anderen der Zähler 23, der Steuerkreis 24 und der Umschalter 43 auf Null zurückgestellt sind. Dies geschieht automatisch mit Hilfe eines Kippgliedes 73, das von dem Signal i_n gesteuert wird, welches den Elementen 23, 24 und 43, die oben erwähnt wurden, einen Rückstellimpuls bei der Änderung des Pegels dieses Signals i_n liefert.

Bei dieser dritten Ausführungsform der Vorrichtung werden die Signale /_a9 und i_ao, die jeweils den Schalter 43 und den UND-Kreis 47 steuern, direkt durch den neunten und den ersten Ausgang des Zählers 23 erzeugt. Diese Signale können in einem Stromkreis zur Formung von Impulsen erzeugt werden, wie dies beispielsweise bei der ersten in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform geschieht.

Es ist klar, daß man die Genauigkeit der Maschine für einen Lauf des beweglichen Organs 1 noch weiter vergrößern kann oder aber diese Genauigkeit bei einem größeren Weg des beweglichen Organs dadurch aufrechterhalten kann, daß man an Stelle einer einzigen Maßstabsänderung zwei Maßstabsänderungen einführt, und zwar durch Benutzung dreier Synchros und drei elektronischen Teilungen. Tatsächlich empfiehlt es sich, eine Überlappung einer Zehnergruppe von zwei aufeinanderfolgenden elektronischen Teilungen vorzusehen, um jeden möglichen Irrtum der Einstellung im Augenblick der Vornahme der Maß-Stabsänderung zu vermeiden.

Die vierte Ausführungsform der Positionierein-

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richtung nach der Erfindung, die in den F i g. 16 und 17 Magnetspeichers 8 befindet sich noch eine Spur 10/, dargestellt ist, enthält eine Positionsangabevorrich- in der eine Bezugsfeineinstellung des beweglichen tang I, eine Dekadenzählvorrichtung II, eine Dekaden- Organs in Form eines magnetischen Punktes mit Hilfe wählvorrichtung IV, einen Vergleicher V, eine An- eines Schreibkopfes 12/ aufgezeichnet sein kann, der triebsvorrichtung VI und eine Kontrollvorrichtung VII 5 von dem Signal J₂ beaufschlagt wird, wenn der Druckfür die Dekadenzählvorrichtung. Die Anzeigevorrich- knopf 15 betätigt worden ist.

tang ist in diesen beiden Zeichnungen fortgelassen Die Trommel des Magnetspeichers trägt außerdem

worden, um die Zeichnung zu vereinfachen. noch eine Spur 11g, in der mit Hilfe eines Schreib-

Die Positionsangabevorrichtung I umfaßt, wie bei kopfes 13g, der von dem Signal i₂ beaufschlagt wird, der dritten Ausführungsform, die in Fig. 14 darge- io wenn der Unterbrecher 15a betätigt worden ist, eine stellt ist, einen ersten als ausgebildeten Synchro Ist- elektronische Grobteilung aufgezeichnet wird, die bei wertgeber2, der mechanisch mit dem beweglichen dem dargestellten Beispiel hundert Impulse umfaßt, Organ 1 verbunden ist und dessen Rotor eine Drehung entsprechend den hundert Stellungen des beweglichen von höchstens 180 Grad für den ganzen Weg des beweg- Organs 1 im gleichen Abstand voneinander, die über liehen Organs ausführt. Der Stator dieses ersten Ist- 15 den gesamten Weg des Organs verteilt sind. Die wertgeber 2 wird vom Generator 5 mit Drehstrom Magnettrommel trägt außerdem noch eine weitere gespeist. Der erste Istwertgeber 2 liefert ein Signal Z₁, Spur 11/auf welcher mit Hilfe eines Schreibkopfes 13/, dessen Phasenlage der Stellung des beweglichen der nach Drücken des Knopfes 15a von dem Signal J₂ Organs 1 entspricht und welches in Folgen von Im- beaufschlagt wird, eine elektronische Feinteilung aufpulsen Z₂, z₂' mit Hilfe eines Kreises 4 zur Formung 20 gezeichnet ist, die bei dem gezeigten Ausführungsbeivon Impulsen umgewandelt wird, wie dies oben be- spiel aus hundert Impulsen besteht, entsprechend den schrieben ist. hundert Stellungen des beweglichen Organs 1, die

Diese Positionsangabevorrichtung I umfaßt weiter gleichmäßig über eine entsprechende Entfernung in

einen zweiten als Synchro ausgebildeten Istwertgeber Übereinstimmung mit einem Zehntel des gesamten

61, dessen Rotor mechanisch an das bewegliche Organ 1 25 Weges verteilt sind.

unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes Die Grob- und Fein-Bezugsimpulse, die in den

62 angeschlossen ist und dessen Rotor zehn vollständige Spuren 10g und 10/ aufgezeichnet sind, werden mit

Umdrehungen ausführt, um die Gesamtverschiebung Hilfe von Leseköpfen 16g und 16/ herausgelesen und

des beweglichen Organs 1 bei dem dargestellten Aus- in Verstärkern 21g und 21/ verstärkt, um die Signale

führungsbeispiel zu erfassen. Der Stator des Istwert- 30 I_rg uns /_r/ zu erzeugen, welche die Steuerkreise 24g

gebers 61 wird ebenfalls aus dem Generator 5 mit und 24/ der Grob- und Feinzähler 23g und 23/

Drehstrom gespeist, derart, daß der Rotor dieses steuern.

zweiten Istwertgebers 61 ein elektrisches Signal J₁ Die Grob- und Feinzähler 23g bzw. 23/ umfassen liefert, dessen Phasenlage eine Funktion der Stellung jeweils zwei Zehnergruppen, um die hundert Impulse des beweglichen Organs 1 innerhalb einer Verschie- 35 zählen zu können, entsprechend der elektronischen bung des Organs entsprechend einem Zehntel seines Grobteilung bzw. der elektronischen Feinteilung,
totalen Laufes ist. Dieses Signal^ wird in Folgen von Die Dekadenwählvorrichtung IV enthält zwei Grobimpulsen j₂ und J₂ kurzer Dauer mit Hilfe eines wähler 32²g und 32 ¹g, von denen jeder einer Dekade Kreises 63 zur Umwandlung von Impulsen umge- des Grobzählers 23g zugeordnet ist, sowie zwei Feinwandelt, der dem Impulsformungskreis 4 (Fig. 8) 40 wähler 32²/ und 32 ¹J, die beide einer Dekade des Feinidentisch ist. Zählers 23/ zugeordnet sind. Mit Hilfe der Wähler 32g

Die Signale i₂ und J₂' werden auf die Dekadenzähl- und 32/ wählt man den Ausgang eines jeden Zählers vorrichtung II zum Zwecke der Registrierung der 23g und 23/, von denen der eine der ersten und der elektronischen Teilung gegeben, während die Signale z₂ zweiten Ziffer der Zahl entspricht, weiche die Anhalte- und j₂ in den Verzögerungskreisen l_g und 7/ ver- 45 markierung darstellt, und der andere der zweiten und zögert werden, welche die Signale i₃ bzw. J₃ auf den dritten Ziffer der Zahl entspricht, die diese Anhalte-Vergleicher V geben. markierung darstellt. Man sieht also, daß hier eine

Die Dekadenzählvorrichtung II enthält eine Ein- Überlappung zwischen den beiden Zählketten eintritt,

richtung zur groben sequentiellen Zählung, und eine Tatsächlich wird die zweite Ziffer der gewünschten

Einrichtung zur feinen sequentiellen Zählung, die par- 50 Anhaltemarkierung sowohl von dem Grobzähler 23g

allel zueinander geschaltet sind. Diese ^beiden Vor- als auch von dem Feinzähler 23/gezählt. Dies deshalb,

richtungen zur sequentiellen Zählung sind identisch, weil bei diesem Beispiel die elektronische Grobteilung

und die Organe für die sequentielle Grobzählung sind und die elektronische Feinteilung sich überlappen,

mit Bezugsziffern mit dem Index g versehen, während Tatsächlich umfaßt jede Teilung hundert Stellungen,

die Organe der Vorrichtung zur sequentiellen Fein- 55 wobei sich die hundert Stellungen der elektronischen

zählung Bezugsziffern mit dem Index / tragen. Feinteilung über ein Zehntel des Bereiches erstreckt,

Die Dekadenzählvorrichtung II umfaßt ebenso wie der von der elektronischen Grobteilung bedeckt ist.
die Vorrichtung zur sequentiellen Zählung anderer Bei dem in der Figur wiedergegebenen Beispiel Ausführungsformen, die bereits beschrieben worden besteht ein Ausgang des Grobzählers oder des Feinsind, einen Magnetspeicher 8, dessen Trommel von 60 Zählers aus der Kombination eines Ausgangs der einem Motor 9 in Umdrehung versetzt wird, der auch ersten Dekade und eines Ausgangs der zweiten Dekade den Generator 5 antriebt. des entsprechenden Zählers.

Der Magnetspeicher 8 weist eine Spur 10_? auf, auf Die »UND «-Kreise 54g und 54/ lassen die Signale der eine grobe Bezugsstellung des beweglichen Organs 1 i_eg, i_e/ der Zähler 23g und 23/ durch, sobald ein Ausin Form eines magnetischen Punktes aufgezeichnet 65 gang dieser Zähler in jeder ihrer Dekaden mit Hilfe sein kann, wozu ein Schreibkopf 12_g dient, der von der Wähler 32g und 32/ ausgewählt worden ist. Die dem Signal i₂ beaufschlagt wird, wenn man den »UND«-Kreise 54g und 54/ liefern Signale i'_cg und i'_cf, Druckknopfschalter 15 betätigt. Auf der Trommel des die nach ihrer Formung mit Hilfe eines Kippgliedes 94_ff

bzw. 94/ (Fig. 17) auf den VergleicherV gegeben werden. Die Kippglieder entsprechen den Kippgliedern in der Arbeit »Transistor Circuit Design« von J. A. Walston, J. R. Müller, Texas Instrument Inc., McGraw Hill, erschienen 1963, S. 380 und 381).

Der Vergleicher V umfaßt einen Grobphasenkomparator 34g (F i g. 17), der die Signale /₃ aus der Vorrichtung für die Anzeigen und die Signale /_iS, die von der Vorrichtung zur Grobauswahl geliefert werden, miteinander vergleicht. Der Komparator 24g liefert ein Grobfehlersignal i_cg. Der Vergleicher V enthält außerdem noch einen Feinphasenkomparator 34/ (F i g. 17), der die Signale /₃ aus der Anzeigevorrichtung und die Signale i'_cf aus der Vorrichtung zur Feinwahl miteinander vergleicht. Der Komparator 34/ liefert ein Feinfehlersignal i_e/. Die Komparatoren 34g und 34/ bestehen aus Kippglieder (s. »Transistor Circuit Design« von J. A. W a 1 s t ο η, J. R. M ü 11 e r, Texas Instrument Inc., McGraw Hill, erschienen 1963, S. 373 bis 377).

Die Antriebsvorrichtung VI enthält, wie bei der dritten Ausführungsform, einen Elektromotor 36, der über eine Steuervorrichtung 35 von einem Fehlersignal h gespeist wird. Dieses Fehlersignal I_e besteht aus einem oder dem anderen der Fehlersignale i_cg und it/, je nachdem, ob das bewegliche Organ 1 nahe bei seiner Anhaltemarke oder entfernt von dieser steht. Um dies zu bewirken, werden die beiden Fehlersignale icg und ie/ auf einen elektronischen Umschalter 95 gegeben (F i g. 17a), der immer nur ein einziges dieser beiden Fehlersignale durchläßt. Der elektronische Umschalter ist analog den oben beschriebenen elektronischen Umschalter 64, 72 und 93. Er umfaßt aber zwei Kanäle. Der elektronische Umschalter wird mit einem elektrischen Steuerkreis 96 (Fig. 17) gesteuert, in welchem der Kontakt 97 eines Relais von einem Diskriminator 84 gesteuert wird, der identisch dem Diskriminator in der dritten Ausführungsform der Steuereinrichtung ist. Der Steuerkreis 96 besteht aus einem »Schmitt-Trigger«, der beispielsweise in der Arbeit »Transistor Circuit Design«, J. A. W a 1 s t ο n, J. R. M ü 11 e r, Texas Instruments Inc., McGraw Hill, 1963, S. 381 bis 383, beschrieben ist. Der Diskriminator 84 wird von dem Fehlersignal I_e beaufschlagt und liefert ein Signal i_n, sobald dieses Fehlersignal I_c unter einen voreingestellten Wert absinkt. Das Signal i_n bewirkt die Steuerung des elektronischen Wandlers 95 unter Zwischenschaltung des Steuerkreises 96 und damit die Sperrung des Fehlersignals i_eg und den Durchlaß des Fehlersignals i_ej.

Die Wirkungsweise der verschiedenen Elemente dieser vierten Ausführungsform ist identisch der Wirkung der analogen Elemente, die weiter oben bereits beschrieben ist. Allerdings arbeiten bei dieser Ausführungsform bei der Einstellung des beweglichen Organs die beiden sequentiell wirkenden Zählvorrichtungen gleichzeitig, aber infolge des Vorhandenseins des elektronischen Umschalters 95 wird das Fehlersignal I_e in einer ersten Phase der Einstellung durch das Grobfehlersignal i_eg gebildet. Diese erste Phase der Einstellung erstreckt sich bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das bewegliche Organ sich innerhalb eines Intervalls befindet, welches gleich ist einem Zehntel seines Gesamtweges, innerhalb dessen sich auch die gewünschte Anhaltemarkierung befindet. Von diesem Zeitpunkt an bewirkt das Signal i_n unter Zwischenschaltung des elektronischen Umschalters 95 die Sperrung des Fehlersignals i_eg und den Durchgang des Fehler-Feinsignals i_ef, welches jetzt das Fehlersignal I_e darstellt, welches die zweite Phase der Einstellung des beweglichen Organs 1 steuert. Die Maßstabsänderung, die sich bei dieser Ausführungsform nach der Vorrichtung der sequentiellen Zählung abspielt, macht es ohne die Gefahr von Irrtümern möglich, auch die elektronischen Greobteilungen und die elektronischen Feinteilungen aufzuzeichnen, die sich nicht überlappen. Diese Ausführungsform der sequentiellen

ίο Zählvorrichtung II erlaubt es von hier an für ein und dieselbe Anzahl in dem Magnetspeicher aufgezeichneter Impulse eine sehr viel größere Genauigkeit zu erzielen als bei der dritten Ausführungsform für die Einstellvorrichtung, wobei jede Möglichkeit für einen Fehler bei der Maßstabsänderung jedenfalls ausgeschlossen ist.

Diese vierte Ausführungsform enthält noch eine Kontrollvorrichtung VII für die sequentielle Zählvorrichtung II. Diese Kontrollvorrichtung umfaßt eine Feinkontrolle, die den Zähler 23/kontrolliert, und eine Grobkontrolle, die den Zähler 23g kontrolliert. Die Fein- und die Grobkontrollvorrichtungen umfassen jeweils, wie diejenige der dritten Ausführungsform, einen elektronischen Schalter 43/ und 43g, der von den Signalen Γ_εί und /_M gespeist wird und von den Signalen iij,_f bzw. Z₁?,,, auf Null zurückgestellt wird. Die von den Schaltern 43/ und 43g gelieferten Signale werden in den Stromkreisen 46/ und 46g zur Bildung von Impulsen geformt, welche die Signale i_v/ und i_vg liefern.

Diese Signale i_v/ und i_vg werden in Koinzidenz mit den Signalen /V_n, und /V₁,,., die sich aus der Koinzidenz in den »UND«-Kreisen 97g und 97/ der Signale iX_f, i^,_f und /<?„,, und /V_n,, ergeben, die von dem ersten Ausgang jeder der Dekaden der Zähler 23/ und 23g geliefert werden, nachdem sie mit Hilfe der Kippglieder in folgende Form gebracht worden sind: 98/², 98/ und 98/, 98/. Die Koinzidenz der Signale i_vf, /V_n, und i_rg, /"Vu_s wird mit Hilfe der »UND«-Kreise 47/ und 47g herbeigeführt. Besteht Koinzidenz zwischen den Signalen i_vj, i'_ciif und i_vg, /'_cOs, dann liefern die »UND«- Kreise 47/, 47g die Signale/,!/und /.,!„, die eine Anzeige 48/und 48g speisen. Diese Kontrollvorrichtungen arbeiten analog wie jene, die bei den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind. Diese vierte Ausführungsform der Steuervorrichtung nach der Erfindung benutzt zwei bestimmte Zählketten, die jeweils mit Hilfe einer entsprechenden analogen elektronischen Teilung gespeist werden. Es ist klar, daß in besonderen Fällen auch drei oder noch mehr Zählketten vorgesehen werden können. Es hängt dies von der Genauigkeit der Stellung ab, die man zu erreichen wünscht. Ganz allgemein wird man immer ebenso viele analoge elektronische Teilungen wie Zählketten haben, wobei jede einzelne dieser elektronischen Teilungen einer der Zählketten zugeordnet ist. Im übrigen umfaßt jede Zählkette eine Anzahl von Dekaden, die der Anzahl der Impulse der entsprechenden elektronischen Teilung entsprechen muß.

In der obigen Beschreibung sind vier Ausführungsformen der Steuervorrichtung nach der Erfindung mit einigen Änderungen beschrieben worden; es versteht sich von selbst, daß man das gleiche Ziel mit sehr vielen unterschiedlichen Änderungen an dem Erfindungsgegenstand erreichen kann.

Im übrigen dürfte es einleuchten, daß die Wählvorrichtung der zweiten Ausführungsform an Stelle der ersten verwendet werden und diese ersetzen könnte

und daß dies auch für die dritte und vierte Ausführungsform gilt. Dasselbe trifft auch für die sequentiellen Zählvorrichtungen zu.

F i g. 18 zeigt sehr schematisch eine Vorrichtung zur Anzeige der Stellung, die das bewegliche Organ 1 erreicht hat, und wie sie zur Anwendung gelangt, wenn man eine Maßstabsänderung durchgeführt hat, wie dies bei der dritten oder vierten oben beschriebenen Ausführungsform geschehen ist.

Die F i g. 18 zeigt einen Teil der sequentiellen Dekadenzählvorrichtung II, dessen Magnetspeicher 8 aus einer Trommel besteht, die rotiert und einerseits zwei Spuren mit den elektronischen Teilungen aufweist, und zwar eine: 11g mit der groben elektronischen Teilung und die andere: 11/mit der feinen elektronischen Teilung. Auf der rotierenden Magnettrommel befinden sich auch noch zwei feste Bezugsspuren, von denen die eine 10g eine grobe feste Bezugsstellung registriert und die andere 10/ eine feine feste Bezugsstellung registriert. Diese beiden festen Bezugsstellen feiner und grober Art entsprechen beide mit unterschiedlichen Genauigkeiten der Anfangsstellung oder ursprünglichen Stellung des beweglichen Organs 1.

Auf ganz analoge Weise, wie bei der dritten Methode, die unter Bezugnahme auf die vierte Ausführungsform erläutert worden ist, werden diese groben und feinen elektronischen Teilungen und die zugehörigen festen Bezugsstellungen herausgelesen, worauf die so erhaltenen Signale mit Hilfe der Leseverstärker 21/, 21g, 22/, 22g herausgelesen werden. Die Signale Ir/ und Igf werden auf einen Steuerstromkreis 24/ einer Zählvorrichtung gegeben, der in allen Punkten analog den bereits beschriebenen entsprechenden Kreisen ist, die im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsformen der Steuervorrichtung beschrieben worden sind. Die Signale i_rg und I_gg werden auf einen Steuerkreis 24g einer Zählvorrichtung gegeben. Diese Schaltungsanordnung ist in allen Punkten analog der Schaltungsanordnung, die im Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform der Steuervorrichtung oben beschrieben worden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 18 umfassen die feine elektronische Teilung und die grobe elektronische Teilung jeweils hundert Impulse oder Stellungen, und die Vorrichtung wurde gewählt, um sämtliche Stellungen zwischen 0 und 999 mit Sicherheit zur Anzeige bringen zu können. Bei dem Ausführungsbeispiel ist in Wirklichkeit angenommen, daß sich die beiden elektronischen Teilungen über eine Zehnergruppe hinweg überlappen.

Der Grobsteuerkreis 248₉ steuert in der beschriebenen Weise einen Zähler für die Grobanzeige 99 S_g mit zwei Zehnergruppen (99/, 99/), während der Feinsteuerkreis 24/ in der bekannten Weise einen Zähler für die Feinanzeige 99/ steuert, der ebenfalls zwei Zehnergruppen (99/, 99/²) umfaßt.

Die Zehnergruppe der Zehner 99/ des Zählers für die Grobanzeige 99_ff und die beiden Zehnergruppen 99/ und 99/ des Zählers für die Feinanzeige 99/ steuern jeweils eine Anzeigevorrichtung, die in allen Punkten mit der Anzeigevorrichtung analog ist, die bei der ersten Ausführungsform der Steuervorrichtung nach der Erfindung beschrieben worden ist und die von den

ίο Ausgängen A(_0>1_.. ₉₎ des Zählers 23 gespeist wird.

Für die Zähler können Kontrollvorrichtungen zur Anwendung gelangen, die in jeder Weise den oben beschriebenen Kontrollvorrichtungen analog sind, und die sich ergebenden Signale i_tf und i_tg, die man dadurch erhält, daß die Signale il_f und /_v/, geformt werden, die von den genannten Kontrollvorrichtungen geliefert werden (F i g. 16), können auch hier verwendet werden.

Die Signale i_t/ und i_tg bewirken die Löschung der Anzeige auf völlig analoge Weise, wie bei der ersten Ausführungsform. Es sei hier ausdrücklich bemerkt, daß die Zehnergruppen 99/ des Zählers für Grobanzeige überhaupt keine Anzeige steuern, vielmehr ist die angezeigte Zahl in Wirklichkeit identisch mit der, die von der Dekade der Zehnergruppen 99/ des Zählers für die Feinanzeige zur Anzeige gebracht worden ist. Selbstverständlich kann man bei weiteren abgeänderten Ausführungsformen Zähler zur Anzeige verwenden, die parallel arbeiten und deren Anzahl größer als zwei ist. Im allgemeinen wird die Zahl der Anzeigezähler der Zahl der bestimmten elektronischen Teilungen entsprechen. Im übrigen hängt die Anzahl der Zehnergruppen eines jeden Anzeigezählers von der Anzahl der in der entsprechenden elektronischen Teilung aufgezeichneten Impulse ab.

Es muß noch darauf hingewiesen werden, daß die Anzeigezähler in den Fällen, in denen die Steuervorrichtung nach der Erfindung mit einer festen Bezugsstellung arbeitet, wegfallen können und die Anzeige- vorrichtung für die erreichte Stellung unmittelbar vom Ausgang des Steuerzählers aus betätigt werden kann.

Bei anderen Ausführungsformen könnte die oben beschriebene Positionsangabevorrichtung beispielsweise durch ein photoelektrisches Mikroskop mit den zugehörigen Stromkreisen ersetzt werden. Derartige photoelektrische Mikroskope sind an sich bekannt und beispielsweise in der schweizerischen Patentschrift 280 542 und in folgenden Arbeiten beschrieben:

»Development and application of photoelektric microscops« von A. M ο 11 u und J. Pettavel, teilweiser Auszug aus »Proceeding of the 4th International MTDR-conference«, Manchester, September 1963, und veröffentlicht von Pergamon Press, 1964.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche :

1. Positioniereinrichtung für ein bewegliches Organ einer Meß- oder Werkzeugmaschine mit einem analog arbeitenden Istwertgeber, einem Sollwertgeber, einem ein Fehlersignal zur Steuerung eines Stellantriebs liefernden Soll-Istwertvergleicher und einem rotierenden Magnetspeicher mit mindestens einer Meßteilung, mit einem Schreibkopf sowie einem der Meßteilung zugeordneten Lesekopf zur Erzeugung einer sich wiederholenden Impulsfolge entsprechend der Meßteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die analoge Meßteilung des Magnetspeichers (8) durch die Aufzeichnung der Signale gewonnen wird, die der Istwertgeber (2) in den jeweiligen Iststellungen liefert, die das bewegliche Organ (1) während einer Folge von Sollstellungen einnimmt, daß der Magnetspeicher eine Dekadenzählvorriclitung (II) steuert, die jeden Impuls jeder Impulsfolge zählt und auf einen der Ordnungszahl der Impulse innerhalb jeder Impulsfolge entsprechenden Ausgang der Dekadenzählvorrichtung weiterleitet, und daß mindestens einer der Ausgänge der Dekadenzählvorrichtung durch eine Dekadenwählvorrichtung (IV) wählbar ist, um das von dem gewählten Ausgang ausgehende Signal dem Soll-Istwertvergleicher (34) zuzuführen, der es analog mit dem ihm vom Istwertgeber jeweils zugeleiteten Signal vergleicht.

2. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Magnetspeicher (8) eine veränderliche Bezugsstellung für das bewegliche Organ (1) speicherbar ist, die als Ausgangspunkt für die Steuerung der sequentiell wirkenden Dekadenzählvorrichtung (II) benutzbar ist.