DE1588557C3 - Kurvenfolger mit einem Folgekopf - Google Patents

Description

det. Erzeugt wird die ovale Abtastbewegung durch F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch

Anlegen zweier um 90° zueinander verschobener si- den Folgekopf nach Fig. 1 in vergrößertem Maßnusförmiger Spannungen unterschiedlicher Ampli- stab.

tude an die X- und die F-Ablenkplatten. Der elek- Der dargestellte Folgekopf 105 umfaßt ein Trag-

tronische Aufwand zur Auswertung der Impulsab- 5 teil 122, der auf einer Montageplatte 123 befestigt stände ist relativ hoch. Außerdem ist der Aufwand ist, die eine Metall- oder Kunststoffkappe 103 trägt, für die elektronische Bildaufnahmeröhre relativ In einer zentralen Bohrung der Montageplatte 123 ist hoch. ein drehbares Tragrohr 125 mittels Kugellagern 104

Ausgehend von einem Folgekopf nach dem gelagert. Ein Zahnkranz 143 auf dem Tragrohr 125 Hauptpatent ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin- io greift in ein Zahnrad 142 ein, das von einem Servodung, die Getriebe-Trägeranordnung für das licht- motor 141 betätigt wird, den die Montageplatte 123 empfindliche Organ so auszubilden, daß bei hoher trägt und der parallel zur vertikalen Achse des Trag-Konstanz von Amplitude und Phasenlage der rohres 125 angeordnet ist. An seinem unteren Ende Schwingbewegung ein herstellungstechnisch günstiger weist das Tragrohr 125 einen Querschlitten 126 auf, Aufbau möglich ist. 15 der nach dem Justieren mittels eines Rändelknopfes

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung da- 148 fixiert werden kann.

durch, daß der Träger einen nach außen gerichteten Der Querschlitten 126 trägt ein optisches System

Arm aufweist, der gleitend in eine Führung eingreift, 131, das ein Bild einer abzutastenden Kurve einer die an dem drehbaren Teil des Folgekopfes um eine Zeichnung auf zwei lichtempfindliche Organe projizur Achse des drehbaren Teiles parallelen Achse 20 ziert, beispielsweise auf Fotowiderstände 1321 und schwenkbar befestigt ist. 1322, die in einer schwingenden Fassung 110 befe-

Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung liegt stigt sind. An dem unteren Teil des Querschlittens darin, daß sie keine in der Herstellung aufwendige, 126 ist eine Befestigungsmöglichkeit für eine oder relativ lange Geradführung benötigt. Im praktischen mehrere Pilotlichtquellen vorgesehen, die in einem Betrieb hat es sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße 25 Gehäuseausschnitt 113 untergebracht sind und durch Anordnung eine hohe Lebensdauer erreicht. Durch eine Öffnung 114 einen Markierungslichtstrahl projiden Antrieb über einen Synchronmotor und ein me- zieren, der hilft, den Folgekopf 105 über der zu verchanisches Getriebe ist sichergestellt, daß Amplitude folgenden Kurve in Position zu bringen. Die Kurve und Phasenlage der Schwingbewegung sowie die Ge- ist durch benachbart angeordnete Lichtquellen in gestalt der Schwingbewegung konstant bleiben. Da- 30 eigneter Weise beleuchtet, die mit Gleichstrom gedurch wird eine Fehlerquelle, die zu Ungenauigkei- speist sein können. Es kann auch eine Wechselstromten bei der Abtastung führt, ausgeschaltet. Flatterer- speisung für die Beleuchtung vorgesehen sein, jedoch scheinungen in der Geradführung sind vermieden, können in diesem Fall entsprechende Änderungen in was zu einer besseren Kurvenform der von dem licht- den Schaltkreisen erforderlich sein, die von den empfindlichen Organ abgegebenen Ausgangsspan- 35 lichtempfindlichen Organen gesteuert werden und nung führt, wodurch die Abtastgüte ebenfalls verbes- dazu dienen, den Servomotor 141 anzutreiben. Eleksert wird. Allerdings ist gegenüber der Träger- und trische Verbindungen zu verschiedenartigen, auf Getriebeanordnung nach dem Hauptpatent eine ge- dem Tragrohr 125 angeordneten elektrischen Komwisse Verminderung der Abtastgüte beim Abfahren ponenten sind mittels einer geeigneten Schleifringeinvon scharfen Ecken der Kurve vorhanden, da die 40 heit 151 hergestellt, bei der es sich um einen handels-Kurve an zwei und nicht nur an einem Punkt erfaßt üblichen Typ handeln kann.

wird. Diese Ungenauigkeit kann jedoch dann ausrei- Das obere Ende des Tragrohres 125 ist, wie darge-

chend klein gehalten werden, wenn dafür Sorge ge- stellt, erweitert und nimmt einen Antriebsmotor 135 tragen ist, daß die beiden auf der Kurve abgetasteten auf, dessen Abtriebswelle 136 eine Hülse 137 mit Punkte keinen großen Abstand voneinander aufwei- 40 einem exzentrischen Antriebszapfen 138 trägt. Als sen. wie es vorliegend der Fall ist. Es hat sich daher Antriebsmotor 135 ist ein Synchronmotor vorgeseauch in der Praxis der erfindungsgemäße Folgekopf hen, der an. das die Anlage speisende Wechselstromgut bewährt, netz angeschlossen ist. Es wird vorzugsweise ein

Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist Dreiphasen-Motor verwendet, dessen dritte Phase die Führung die Form einer Gabel auf. Die Gabel ist 50 zum Betrieb aus einem Einphasennetz in bekannter schwenkbar befestigt. Sie besteht beispielsweise aus Weise mittels eines Phasenschieber-Kondensators geeinem Zapfen, in den ein Schlitz eingearbeitet ist. wonnen wird.

Ein solcher eingearbeiteter Schlitz läßt sich mit ho- Der Antriebszapfen 138 greift in ein Kugellager

her Genauigkeit einfach herstellen. An die Ebenheit ein, das in einer Öffnung eines Trägers 133 drehbar und Parallelität der beiden Flächen der Gabel, an de- 55 angeordnet ist, an dessen untere Fläche die Fassung nen der Arm anliegt, werden keine allzu hohen An- 110 für die Fotowiderstände 1321 und 1322 angeforderungen gestellt, weil die Erstreckung der Flä- bracht ist, von denen keines mit der Öffnung des chen in Bewegungsrichtung relativ kurz ist. Trägers 133 in Deckung ist. Der Träger ist mit einem

Die vorliegende Erfindung wird an Hand der radial angeordneten Arm 121 versehen, der form-Zeichnung am Beispiel eines Folgekopfes näher er- 60 schlüssig in den gegabelten Unterteil 112 eines Drehläutert, der, wie es im Hauptpatent'beschrieben ist, zapfens 111 eingreift, der in der Bohrung eines an einem in einem Koordinatensystem bewegbaren Auges 115 angeordnet ist, das in das Innere des Trag-Support angebracht werden kann, dessen Bewegung rohres 125 hineinragt.

durch eine direkte mechanische Wirkverbindung auf Es ist ersichtlich, daß beim Betrieb des Antriebs-

cinc metallbearbeitende Maschine übertragen werden 65 motors 135 die Öffnung des Trägers 133 auf einer kann. Es zeigt Kreisbahn um die vertikale Hauptachse des Motors

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfin- 135 herumbewegt wird, wogegen der radial angeorddungsgemäßen Folgekopf und nete Arm 121 des Trägers 133, der in die Gabel des

Unterteiles 112 des Drehzapfens 111 eingreift, sich in der Gabel geradlinig hin- und herbewegt.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, befindet sich der Fotowiderstand 1322 auf der dem Arm 121 abgewandten Seite der Hülse 137 und führt eine annähernd elliptisehe Bewegung aus. Die Hauptachse der ellipsenförmigen Kurve liegt parallel zur Längserstreckung des Bildes der zu verfolgenden Kurve, das unter normalen Betriebsbedingungen in der Richtung verläuft, in der sich der Arm 121 erstreckt. Dieser Fotowiderstand dient als Haupt-Folgeelement. Der Fotowiderstand 1321 dient als vorausschauendes Element, das kommende Richtungsänderungen der zu verfolgenden Linie feststellt, und führt, da es sich näher am Arm befindet, eine im wesentlichen elliptische — genauer eine ovale — Bewegung aus, deren Hauptachse sich in Richtung des Bildes der zu verfolgenden Kurve erstreckt.

Der hier beschriebene Folgekopf 105 kann auf einem Träger befestigt sein, der in Richtung der X- und F-Achse über einem Tisch bewegbar ist, der eine Zeichnung oder ein ein sonstiges zu reproduzierendes Original trägt und der der Kurve der Zeichnung oder des Originals zu folgen vermag. Die Fläche, die die zu verfolgende Kurve aufweist, ist in geeigneter Weise mittels nicht dargestellter Lichtquellen beleuchtet, und es wird ein Bild der Kurve durch das optische System 131 in der Ebene der Fotowiderstände 1321 und 1322 die von der Fassung 110 getragen werden, erzeugt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 das mit einer Anordnung gekoppelt ist, die aus der Patentansprüche: Winkelstellung des drehbaren Teiles des Folgekopfes .Y-y-Koordinatensignale zur Steuerung des Laufes

1. Kurvenfolger mit einem Folgekopf, 'der der Antriebsmotoren für die Translationsbewegung oberhalb einer die zu verfolgende Kurve aufwei- 5 ableitet, wobei das lichtempfindliche Organ auf senden Fläche in allen Richtungen bewegbar an- einem Träger angebracht ist, der mit Hilfe eines von geordnet ist und dem mit Hilfe von Antriebsmo- einem Synchronmotor angetriebenen Exzenters und toren eine Translationsbewegung erteilt wird, mit eines Getriebes in eine quer zur Kurve verlaufende wenigstens einer Lichtquelle, die die Kurve be- Schwingbewegung versetzt wird und die Bildebene, leuchtet und deren Bild auf ein in einem drehba- io in die die Kurve abgebildet wird, mit der Bewegungsren Teil des Folgekopfes angebrachtes lichtemp- ebene des lichtempfindlichen Organs zusammenfällt, findliches Organ mittels einer Optik projiziert nach Patent 1563 580.

wird, wobei das lichtempfindliche Organ und das ■ Bei dem Folgekopf nach dem Hauptpatent ist der

Bild der Kurve periodisch gegeneinander bewegt Träger ih einer Geradführung geführt. Das lichtemp-

werden und das von dem lichtempfindlichen Or- 15 findliche Organ führt also eine geradlinige hin- und

gan erzeugte Wechselstromsignal dazu benutzt hergehende Bewegung aus, die quer zur Abbildung

wird, einen Servomotor zu steuern, der in bezug der abzutastenden Kurve liegt. Um eine für eine ge-

auf die Kurve eine gleichbleibende Winkelstel- naue Abtastung erforderliche hohe Güte des von

lung des drehbaren Teiles einstellt, das mit einer dem lichtempfindlichen Organ erzeugten Wechsel-Anordnung gekoppelt ist, die aus der Winkelstel- 20 Stromsignals zu erhalten, ist es erforderlich, daß der

lung des drehbaren Teiles des Folgekopfes Träger in der Geradführung praktisch spielfrei ge-

Af-Y-Koordinatensignale zur Steuerung des Lau- führt ist und innerhalb der Geradführung nicht vi-

fes der Antriebsmotoren für die Translationsbe- brieren kann. Der herstellungstechnische Aufwand !* *

wegung ableitet, wobei das lichtempfindliche Or- für eine solche Geradführung ausreichender Güte ist g"an auf einem Träger angebracht ist, der mit 25 jedoch relativ hoch.

Hilfe eines von einem Synchronmotor angetriebe- Ein bekannter Kurvenfolger (USA.-Patentschrift

nen Exzenters und eines Getriebes in eine quer 3 214 661) weist zwar ebenfalls einen Folgekopf auf,

zur Kurve verlaufende Schwingbewegung versetzt bei dem das lichtempfindliche Organ eine geradli-

wird und die Bildebene, in die die Kurve abgebil- nige, quer zu der zu verfolgenden Kurve gerichtete

det wird, mit der Bewegungsebene des lichtemp- 30 Bewegung durchführt. Die Schwingbewegung wird

findlichen Organs zusammenfällt, nach Patent durch einen Magnetschwinger erzeugt, und es ist das

1 563 580, dadurch gekennzeichnet, lichtempfindliche Organ am Ende einer schwingen-

daß der Träger (133) einen nach außen gerich- den Blattfeder angeordnet. Nachteilig ist bei dieser

teten Arm (121) aufweist, der gleitend in eine bekannten Anordnung, daß es mit derartigen

Führung (112) eingreift, die an dem drehbaren 35 Schwingern nicht möglich ist, die Schwingamplitude

Teil (125) des Folgekopfes (105) um eine zur und die Schwingphasenlage ausreichend konstant zu

Achse des drehbaren Teiles (125) parallele Achse halten. Temperaturänderungen der Blattfeder sowie

schwenkbar befestigt ist. Dichteänderungen der Luft, hervorgerufen durch

2. Kurvenfolger nach Anspruch 1, dadurch ge- schwankende Temperatur, Luftfeuchtigkeit und kennzeichnet, daß die Führung die Form einer 40 Barometerstand, beeinflussen Amplitude und Pha-Gabel (112) aufweist. senlage der Schwingung. Von Amplitude undPhasen-

3. Kurvenfolger nach Anspruch 1 oder 2, da- lage der Schwingung hängen jedoch die Signalform durch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche des von dem lichtempfindlichen Organ abgegebenen Organ (1321 und 1322) in einer Fassung (110) Signals ab, was in dem auf die Phasenlage anspreangeordnet ist, die ihrerseits - von dem Träger 45 chenden nachgeschalteten Schaltungstcil zu falschen (133) getragen wird, der mit einer Öffnung verse- Reaktionen führt. Da die Phasenlage eine Informahen ist, in die ein am Ende der Welle (136) des tion enthält, die weiterverarbeitet und der Wicklung Synchronmotors (135) exzentrisch angebrachter eines Steuermotors zugeführt wird, kann auf diese Antriebszapfen (137) eingreift. Weise keine sehr exakte" Kurvenabtastung erzielt

- 5°· werden. Schon kleine Änderungen des Schwin-

" gers können zu erheblichen Fehlern führen. Außerdem schwankt während jeder Halbschwingung der Abstand des lichtempfindlichen Organs von

Die Erfindung betrifft einen Kurvenfolger mit der Bildebene, wodurch das von dem lichtempeinem Folgekopf, der oberhalb einer die zu verfol- 55 findlichen Organ abgetastete »Blickfeld« ebenfajls gende Kurve aufweisenden Fläche in allen Richtun- schwankt. Um " das auszugleichen und eine hohe gen bewegbar angeordnet ist und dem mit Hilfe von Tiefenschärfe zu erhalten, ist eine starke Abblendung Antriebsmotoren eine Translationsbewegung erteilt nötig, die jedoch zu einem Lichtstärkeverlust führt,
wird, mit wenigstens einer Lichtquelle, die die Kurve Es ist schließlich auch eine Anordnung zum Abta-

beleuchtet und deren Bild auf ein in einem drehbaren 60 sten von Kurven mittels einer elektronischen Bildauf-Teil des Folgekopfes angebrachtes lichtempfindliches nahmeröhre und einem Impulsabstandsauswertungs-Organ mittels einer Optik projiziert wird, wobei das system bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 121 171). lichtempfindliche Organ und das Bild der Kurve pe- Das auf die Bildaufnahmeröhre projizierte Bild der riodisch gegeneinander bewegt werden und das von abzutastenden Kurve wird durch einen eine Ellipse dem lichtempfindlichen Organ erzeugte Wechsel- 65 beschreibenden Elektronenstrahl abgetastet. Beim Stromsignal dazu benutzt wird, einen Servomotor zu Überstreichen des Kurvenbildes wird ein Impuls ersteuern, der in bezug auf die Kurve eine gleichblei- zeugt. Die Lage dieses Impulses zu einem zeitlich debende Winkelstellung des drehbaren Teiles einstellt, · finierten Bezugsimpuls wird zur Steuerung verwcn-