DE1813475B2 - Koordinatenvermessungsgeraet - Google Patents

Description

zug die Größe und Richtung der Sondenbewegung längs des Armes von einem Bezugspunkt aus zu messen, daß die Einrichtung zur Festlegung der Koordinatenachsen eine Steuereinrichtung umfaßt, die Achsenberührungssignale abgibt, wenn die Sonde mit einer der Koordinatenachsen während der Drehung der Welle zur Deckung kommt und die ferner Achsenidentifizierungssignale abgibt, die die Identität und das Vorzeichen der jeweils von der Sonde erfaßten Koordinatenachse angeben, und daß eine logische Schaltung vorgesehen ist, die durch die genannten Signale steuerbar ist, um die Impulse des Meßwertumformers achsenabhängig und vorzeichenabhängig auf den ,Y-Zähler und den F-Zähler zu geben.

Vorteilhaftenveise ist die Steuereinrichtung mit einem auf der Welle sitzenden und mit dieser umlaufenden optischen Spiegelblock mit quadratischem Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse sou ie mit einer Lichtquelle versehen, deren Licht von den Seitenflächen des Spiegelblockes aut Photozellen reflektiert wird, die zyklisch die Achsenberührungssignale abgeben.

Zweckmäßigerweise sind ferner die in Normalebenen zur Achse der Welle liegenden Kanten des Spiegelblockes abgeschrägt, so daß Schrägflächen gebildet werden, die das Licht der Lampe so reflektieren, daß von zwei weiteren Photozellen die eine oder die and-.TC. beide oder keine ν beiden getroffen wird, so daß von den beiden Photozelien die Achsen-Identirizierungssignale ableitbar sind. Schließlich ist es von Vorteil, wenn die logische Schaltung eine Unterschaltung aufweist, welche die Diehrichtung der Welle anzeigt, sowie eine weitere Unterschaltung, die Tore enthält, ferner Vcrbindungsleitungen, um die Achsenberührungssignale und die Achsenidentifizierungssignale an die Tore zu legen, um die Impulse des Meßumformers auf die Zähler zu geben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte und teilweise schematische Darstellung einer Aiisführungsform der Erfindung,

F i g. 2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach F i g. 1,

F i υ. 4 einen Querschnitt eines Geräteteils gemäß Fig. Ί

F i g 5 einen Schnitt in Höhe des in F i g. 4 gezeigten Teils,

F i g. 6 ein schematischcs Schaltdiagramm eines Teils des in F i g. 1 gezeigten Blockschaltbildes:

F i g. 7 und 8 zeigen die Signalwellenformen, um die Arbeitsweise der in F i g. 6 gezeigten Schaltanordnung tu verdeutlichen,

F i g. 9 ein schematisches Schaliriiagramin einer Hilfseinrichtung, das in Verbindung mit der Schaltung Von F i g. 6 Verwendung findet, und

F i g. 10 ein schematisches Schaltdiagramm einer In Blockform in F i g. 6 dargestellten Zählerstufe.

Die Erfindung wird in Verbindung mit einem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel näher beschrieben, in dem eine Sondenkonstruktion für ein Koordinatenvermessungsgerät eine vertikale Welle 11 aufweist, die zwecks Rotation um die Wellenachse 12 mittels der Lager 13 in dem Gehäuse 14 gelagert ist und dazu dient, die Welle (mittels der Lager 13, die deshalb außerdem als Drucklager fungieren) über einem nicht gezeigten Werkstück abzustützen. Das Gehäuse 14 ist seinerseits auf dein Querschlitten eines beweglichen Gerüstes befestigt, das der Welle erlaubt, gemäß dem Leitungsnetz von horizontalen rechtwinkligen Koordinaten verfahren zu werden. Das Leitungsnetz liegt bezüglich des zu vermessenden Werkstückes fest.

Das ermöglicht der Wellenachse 12, sich genau längs der X- und K-Koordinaten dieses Systems in Ausfluchtung mit dem speziellen Punkt an dem Werkstück auszurichten. Da der Schlitten und das Gerüst von bereits bekannter Art sein können, sind sie und das Leitungsnetz von Koordinaten in der Zeichnung nicht näher dargestellt.

An ihrem oberen Ende wird die Welle 11 manuell durch einen Knopf 15 um ihre Achse 12 gedreht. An dem unteren Ende der Welle ist ein radialer Ausleger 16 befestigt, der Führungsschienen 17 aufweist, entlang denen auf Kugellagern 18 ein Sondenschlitten 21 in radialer Richtung sich bewegen kann, d. h. gegen die oder von der Achse 12 der Wc,.·;. Abhängig von dem Schlitten erstreckt sich die Sonde 22 ihrerseits parallel zu der Achse 12; sie endet in einer Kugelspitze 23. Der Schlitten kann die Sonde in eine Ausgangsposition (durch die unterbrochene Linie 22¹ dargestellt) verfahren, in der die eigentliche Meßoberfläche 23^l der Spitze, das ist die Oberfläche, die mit dem Werkstück zur Berührung gebracht wird, mit der Achse 12 der Welle ausgerichtet ist.

Der Schlitten 21 wird außerhalb der Achse 12 durch eine Zugfeder 24, die aus einer Trommel 25 im freien Ende des Auslegers 16 läuft, angetrieben. Zur Verzögerung und allgemein zur Stabilisierung der auswärts gerichteten Bewegung greift an dem Schlitten in der anderen Richtung eine zweite und schwächere Feder 26 an, die von einer Trommel 27, die am anderen Ende des Auslegers befestigt ist, ausgeht. Die Steuerung der Schlittenbewegung enthält daneben einen Fliehkraftregler, um die Geschwindigkeit zu regulieren, zusammen mit einer Einrichtung zur Anspülung der Feder 26 auf die Trommel 27 und zur Verriegelung der Sonde in der Ausgangsposition. Da für diesen Zweck ein einfächer Mechanismus leicht gefunden wurden kann, ist dieser nicht gezeigt und bedarf ksiner weiteren Beschreibung.

Um durch Impulszählung das Ausmaß und die Richtung der Bewegung des Sondenschlittens längs des radialen Auslegers zu messen, ist ein linearer Meßumformer vorgesehen. Dieser enthält ein optisches Gitter 31, das mit dem Meßschlitten verbunden ist und sich mit diesem an einem an dem Ausleger befestigten Verglf'chsgitter vorbeibewegt. Das Gitter 32 ist gering-

So fügig gegenüber dem Gitter 31 gekreuzt, so daß zwischen den Gittern in bekannter Weise ein optisches Muster entsteht, das sich gegenüber dem Ausleger, wenn sich der Schlitten längs des Auslegers bewegt, verschiebt. Zur Verdeutlichung sind die Gitter getrennt dargestellt, während sie in Wirklichkeit annähernd parallel zueinander sind.

Ein photozellengesteuerter Schaltkreis, eier ganz allgemein durch den Block 33 dargestellt ist, spricht auf die Bewegung des Musters in der Weise an, daß über eine Addier-Aiis.iangsleitung 34 oder eine Subtrahier-Ausgangsleitung 35 ein Impuls für jede konstante Zunahme längs des radialen Auslegers 16, weg von der Achse 12, oder gegen diese gerichtete Bewegung des Schlittens 21 erfolgt. Die derart von dem Oittersystem gelieferten Impulse werden als Gitterimpulse ausgebildet, damit sie sich von anderen, von einer später beschriebenen Umschaltvorrichtiing abgeleiteten Impulsen unterscheiden.

In der Nähe des oberen Endes der Welle 11 sind Vorrichtungen zur Festlegung eines Systems von rechtwinkligen X- und K-Koordinaten in einer Normalebene zu der Achse 12 vorgesehen, mit dieser Achse als Ursprung 0 (vgl. F i g. 2), wobei erste und zweite Rotationsmeßumformereinrichtungen kombiniert in einer optischen Stufe 41 vorgesehen sind. Dieses Koordinatensystem bezieht sich auf ein Hilfssystem, um es von dem konventionellen obenerwähnten Leitungs-Punkt /■/, der durch die -V- und K-Koordinaten \-X und f- Y des Hilfssystems gekennzeichnet ist. Der Kreis 55 stellt in der Ebene die zylindrische Wandung des Loches dar, das den Punkt H als Mittelpunkt hat. Die Anlage soll nun die Fehlerkoordinaten X und Y messen und ihre entsprechenden Vorzeichen angeben. Zur leichteren Bezugnahme soll die A'-Achse den Kreis 55 bei A (im Negativen) und B (im Positiven) schneiden, während die K-Achse den Kreis bei C (im

sinn weitergehend werden die vier Quadranten mit I bis IV bezeichnet. Aus der Elementargeometrie ergibt sich

net2 zu unterscheiden. Die Stufe 41 (F i g. 1) enthält to Negativen) und D (im Positiven) schneidet. Beginnend einen optischen Block 42, der mit der drehbaren mit dem Quadranten — χ und Yy und im Uhrzeiger· Welle 11 verbunden ist und dazu dient, Licht von einer Lampe 43 auf eine Reihe von Photozellen 44 zu reflektieren.

Um ein Hilfskoordinatcnsystem festzulegen (und »s zwar in einer später erläuterten Weise), dient die Stufe 41 zur Ableitung bezüglich dieses Systems und während der Ausleger 16 um den Ursprung 0 dieses Systems rotiert von zwei Gruppen von kodierten Signalen Mit dem radialen Ausleger 16, angenommen in

1. Achsenberührungssignalen, die von einem ersten *° Q™d™nt I in einer Winkelstellung, die durch einen rotierenden Meßumformer derart abgeleitet wer- Anschlag gegeben ist wird die Sondenarretierung[frei-

gegeben. Die Sonde 24, die durch die Feder 26 und den

{OB OA). y

[OD - OC).

den, daß sie genau jedesmal dann, wenn die Sonde in Berührung mit einer der Koordinatenachsen kommt, ansprechen und

2. Achsenidentifiziemngssignalen. die von einem zweiten Rotationsmeßumformer abgeleitet werden, derart, daß sie einzeln die Identität und das Vorzeichen der jeweiligen Koordinatenachse angeben, wenn diese von der Sonde berührt werden.

Diese Signale werden durch die Kette 44 erzeugt und über die Kanäle 45 bzw. 46 gegeben, um eine logische Schaltung 47 mittels der Additions- und Subtraktions-Impulse von der Photozellenstufe 33, nachdem diese durch eine Stufe 48 in ihrer Anzahl halbiert worden sind, zusteuern, die dann auf die den Λ'-und K-Koordinaten des Hilfssystems zugeordneten Zweirichtungszählern 51 und 52 gegeben werden. Die Schaltung 47 enthält Einrichtungen, die gewährleisten, daß. wenn Fliehkraftregler gehemmt wird, strebt sodann längs des Auslegen nach außen, bis ihre Meßoberfläche durch die BeC.iYirung mit der Lochwandung gestoppt wird, etwa bei dem Punkt L des Kreises 55. Nachdem die Zähler auf 0 zurückgestellt worden sind, dreht die Bedienungsperson d«n Knopf 15. bis der Ausleger 16 eine vollständige Umdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeführt hat, mit dem Ergebnis, daß die Sondenspitze, die durch die Feder 24 in ständiger Berührung mit der Lochwandung gehalten wird, den Kreis 55 von dem Punkt L die Punkte A, C, B und D zurück zu L durchläuft.

Die Schaltung 47 wird von der Stufe 41 derart gesteuert, daß. wenn die Sondenspitze in Berührung mit dem Punkt A und der Ausleger 16 in Berührung mit der A'-Achse gelangt, die Gitterimpulse von der Stufe 33. nachdem sie durch die Stufe 47 /ahlenmäßig hal-

Subtraktionsimpulse, nachdem ein Zähler durch 0 40 biert worden sind, an den A'-Zähler 51 gelangen und gegangen ist (wie später noch beschrieben wird), emp- dort so lange anliegen, solange die Sonde den Kreis

fangen werden, von dem Zähler addiert werden, und daß das Vorzeichen der in dem Zähler gehaltenen Zahl in einer Zusatzstufe 51' oder 52' erforderlichenfalls angezeigt wird.

Einzelheiten der Stufe 41 und der Schaltung 47 können leicht verstanden werden, wenn zunächst eine kurze Angabe darüber erfolgt, wie die Anlage, soweit sie bisher im einzelnen beschrieben worden ist, arbeitet, wobei als Beispiel ihr Einsatz beim Prüfen der Lage eines zylindrischen Bohrloches in einem Werkstück dienen soll.

Das Werkstück wird auf dem Gerät mit dem Loch vertikal in Stellung gebracht, und das Gerüst und sein Schlitten wird so ausgerichtet, daß die Achse 12 in Ausfluchtung mit der gewünschten Lage der Lochachse, wie sie durch die Koordinaten des Leitungsnetzes angegeben wird, kommt. Die Sonde 22 wird in ihrer Ausgangsposition in das Loch abgesenkt, indem sie aus dem Loch des Auslegers 16 austritt und so frei rotieren kann.

Es soll nun bei diesem Beispiel angenommen werden. daß das Loch wohl den richtigen Durchmesser hat, jedoch nicht richtig liegt, und daß seine Achse nicht im bogen A, C. B, der die A'-Achse als Sehne hat. durchläuft. Die Impulse werden unterbrochen, sowie die Sondenspitze den Punkt C passiert. Die algebraische Gesamtsumme der Impulse, die durch die Stufe 33 aufgegeben worden sind, währerd dieser Bogen durchlaufen wurde, gibt die Entfernung (OB - OA, an; da nur die Hälfte der Impulse von dem Zähler aufgenommen wird, gibt der A'-Zähler mit seiner Gesamtsumme den Abstand χ an. Wenn der Punkt C erreicht ist und der Ausleger in Flucht mit der j-Achse kommt, werden auf gleiche Weise die Gitterimpulse von der Stufe 33. nachdem sie durch die Stufe 48 in der Anzahl halbiert worden sind, auf den v-Zähler 52 gegeben und liegen dort so lange an. wie die Sonde braucht, um den Bogen CBD, der die j-Achse als Sehne hat. zu durchlaufen. Die Impulse werden in dem Moment unterbrochen, in dem die Sonde den Punkt D durchläuft. Die Gesamtsumme in dem -/-Zähler gibt dann die Entfernung y an.

So Da das Netz radialer Auslenkung der Sonde von der Achse 12 weg nach außen gerichtet ist, während diese die beiden Bögen ACB und CBD durchlaufen, und da in beiden Fällen die Zählung dann beginnt, wenn der Sondenschiitten näher an der Achse 12 ist, als er sich

Ursprung des Hilfskoordinatensystems, wie es sein 65 am Ende der Zählung befindet, wird die Mehrzahl der sollte, sondern irgendwo ind m Quadrat zwischen der Impulse, die von der Stufe 33 geliefert werden, auf die +X- und der -r y-Koordinaienachse liegt. Addierleitung 34 gegeben, mit dem Ergebnis, daß jede

So liegt die Lochachse (vgl. Fig. 2) etwa in dem der Hilfszählerstufen 51^x und 52¹ positives Vorzeichen

7 8

»eigen. Es erweis; sich, daß, während die Sonde den auf der K-Achse der Punkt D vor dem Punkt Cerreich

logen CB durchläuft, beide Zähler arbeiten. Aber die- wird und so eine Korrektur notwendig wird.

»er Umstand stellt keine Schwierigkeit dar. Eine weitere Aufgabe der Stufe 41 ist es, die Richtig

So gibt die Anzeige der zwei Zähler die Koordinaten keit des Vorzeichens speziell im Falle der Umkehrunj

des Prates H an und damit das Ausmaß und die 5 der Impulsspeisung des K-Zählers während einer irr

Richtung der Versetzung der Lochachse aus der ge- Uhrzeigersinn erfolgenden Rasterung zu gewährleisten

wünschten Stellung. was durch die Steuerung, die über die Schaltung 4'

Die richtige Eingabe der Impulse auf die X- und mittels der über den Kanal 46 gelieferten Achsen

^-Zähler wird durch die optische Stufe 41 gewähr* identifizierungssignale erfolgt. Eine ausführlichere Be

leistet, wobei durch die Steuerung über die Schaltung 47 io Schreibung der Stufe 47 wird nun in Verbindung mi

mittels AchsenberUhrungs· und Achsenidentifizierungs- F i g. 4 und 5 gegeben. F i g. 4 zeigt in vereinfachte!

Signalen, die über die Kanäle 45 und 46 geliefert wer- Darstellungsform den ersten Rotationsmeßumformer

den, dies bewerkstelligt wird. der zur Erzeugung der Achsenberührungssignale dient

Wenn die Lochachse H in einem der anderen Qua- Der optische Block 42 stellt einen Spiegelkubus au·

dranten sich befindet, ist die Arbeitsweise die nämliche, 15 poliertem Stahl dar. möglicherweise aus rostfreien

Z. B. bei Quadrant IV (vgl. F i g. 3). Der einzige Unter- Stahl, der auf der Welle 11 befestigt ist. Die oberen unc

schied besteht in der Netzauswanderung des Sonden- unteren horizontalen Kanten sind abgeschrägt, un

Schlittens, da diese gegen die Achse 12 an Stelle von ihr einen Teil des zweiten Rotationsmeßumformers zu bil

weg erfolgt. Als Antwort liefert die Stufe 33 die meisten den, von dem die Achsenidentifizierungssignafe, wie ir

ihrer Ausgangsimpulse über die Subtrahierleitung 35, ao den folgenden Abschnitten beschrieben, abgeleite

und der algebraischen Gesamtsumme, die in den Zäh- werden.

lern 51 und 52 erscheint, wird korrekterweise ein nega- Für den ersten Meßumformer werden ausschließlicr

tives Vorzeichen durch die Zusatzstufe gegeben. die vertikalen reflektierenden Oberflächen 61 benötigt

Die richtigen Vorzeichen werden ebenfalls gezeigt. Da ihre Höhe, das ist ihre Ausdehnung in Richtung

wenn der Punkt H in einem der anderen beiden Qua- »5 parallel zu der Achse 12, nicht gleich ihrer Breite zu seir

dranten I und III sich befinden sollte. In allen diesen braucht, ist eine streng kubische Gestalt für den Blocl

Fäller, enthält einer der Zähler natürlich ein positives 42 nicht erforderlich. Die Hauptforderung an der

Vorzeichen, während der .indere ein negatives enthält. Block ist. daß er im Grundriß quadratisch ist. .led«

Wenn nach Vervollständigung eines entgegengesetzt Oberfläche reflektiert nacheinander, wenn der Blöd

dem Uhrzeigersinn erstellten Rasters von angenommen 30 sich zusammen mit der Welle 11 dreht, das Licht vor

einer Seite des Anschlags /u dem Punkt L nach der an- der Lampe 43. nachdem es durch die Linse 62 fokus

deren Seite des Anschlags ein Gegenraster in entgegen- siert worden ist. gegen zwei Zellen ρ und q der Photo

gesetzter Richtung gemacht wird, so sind beide von den zellenkette 44. Diese beiden Zellen sind dicht nebenein

Zählern gezeigte Vorzeichen falsch. Der Grund ist. da ander befestigt, längs des Bogens, der durch den reflek

in jedem Fall die Zahlung von dem Punkt D oder Baus 35 tierten Strahl, wenn der Block rotiert, überstricher

beginnt, die weiter von d-.*r Achse 12 entfernt sind als wird. Entsprechend erzeugen sie einen gleichen As

der entsprechende Endpunkt C oder A. daß auf diese gang nur dann, wenn der Strahl auf einen Punkt in dei

Weise beide Anzeigen fälschlicherweise als negativ Mitte zwischen ihnen ausgerichtet ist. Da sich dei

gegeben werden, wenn nicht das Gerät so ausgelegt ist. Strahl durch den Mittelpunkt bewegt, verändern sich

daß dies korrigiert wird. 4° die Ausgänge entgegengesetzt zueinander, indem er be

Deshalb sollte möglichst gewährleistet sein, daß aus- der einen Zelle anwächst, während er bei der anderer schließlich im Gegemihrzeigersinn Raster erstellt wer- Zelle abnimmt, jeweils in Übereinstimmung mit dei den. oder daß wenigstens die Richtung durch etwa Rotationsrichtung, wie es weiter unten in Verbindung einen Pfeil auf dem Knopf 15 angezeigt ist und daß mit den Wellenformen von F i g. 7 und S beschneber eine Spiralfeder od. dgl. vorgesehen ist. um den Au-.- +5 wird. Durch eine derartige Gleichwertigkeit und ent leger 16 in der leerlaufenden Richtung zurückzudrehen. gegengesetzte Änderung ihrer Ausgänge identifizieren wobei eine derartige Einrichtung nicht immer aus- d.e Zellen unmittelbar die Achsen, wenn der Ausleget reichend ist. Zum Beispiel ist hier der Zeitverlust beim 16 eine der Koordinatenachsen kreuzt, indem d:r Ausleerlaufenden Zurückdrehen zu erwähnen, wobei dieses gang über den Kanal 45 auf die Schaltung 47 gegeber dadurch vermieden werden kann, daß die Möglichkeit 50 wird.

besteht, daß der Anschlag bedarfsweise überfahren Die gemeinsame Antwort der Zellen ρ unc! q zeigl werden kann, so daß der Ausleger von der begrenzen- lediglich an. daß eine Koordinatenachse berührt worden Seite zu der Startseite direkt bewegt werden kann. den ist. Sie gibt aber weder die spezielle Achse noch wobei eine derartige Vorrichtung unfallverursachenden deren Vorzeichen an. Deshalb ist eine weitere Identifi-Fehloperationen unterliegen kann. 55 zierung durch einen zweiten Meßumformer vorgesehen

Dementsprechend ist das Gerät so ausgelegt, daß es der zwei weitere Zellen r und s (vgl. F i g. 5) enthält, die effektive Raster in nur einer Richtung zu machen er- in einer vertikalen Ebene getrennt voneinander angelaubt. Dadurch, daß der Anschlag beweglich von dem ordnet sind, und zwar eine oberhalb und eine unterhalt Punkt L in Quadrant I zu einem Punki L¹ in dem des Mittelpunktes der Zellen ρ und q, gegen die dai Quadrant IV gemacht wird, ist es leicht einzurichten, 60 fokussierte Licht von der Lampe 43 durch die abgedaß die im Gegenuhrzeigersinn erfolgende Abrasterung schrägten Kanten des Blockes reflektiert wird,
voni. aus wie zuvor beginnt, ohne daß eine Vorzeichen- Somit ist die Lampe 43 beiden Meßumformern gekorrektur notwendig ist. die im Uhrzeigersinn erfol- meinsam. Wie aus F i g. 5 zu ersehen, gibt es zwei gende Abrasterung aber von L¹ aus beginnt. Als Er- Gruppen von abgeschrägten Kanten 63 und 64, wöbe: gebnis eines von Punkt L¹ aus erfolgenden Starts be- 65 eine Gruppe oberhalb und die andere unterhalb dei ginnt die Ä"-Zählung bei A und endet bei B genau wie vertikalen Reflexionsfiäche 61 liegt. Jeder der vier Kanin dem entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgenden Fall ten der Gruppe 63 hat den einen oder den anderen von und bedarf so keiner Vorzeichenkorrektur, während zwei Neigungswinkeln. Dadurch ist die Neigung jedei

der zwei Kanten 65 derart, daß das Licht auf die Zelle r geleitet wird, wenn diese entsprechende Kante angestrahlt wird, während die Neigung jeder der Kanten 66 derart ist, daß das Licht von der Zelle weggerichtet wird.

Entsprechend wird in der Gruppe 64 das Licht diirch die Kanten 65' auf die Zelle s gerichtet, während die Kanten (MS¹ das Licht wegleiten. Wie in F i g. 5 dargestellt, reflektiert eine Kante 65 der oberen Gruppe 63 Licht auf die Zelle r, während eine Kante 66' der unteren Oruppe 64 das Licht von der Zelle s wegleitet. Eine Oruppe von Kanten ist gegenüber der anderen versetzt angeordnet, so daß jede Fläche des Kubus, wenn sie beleuchtet wird, durch eine zwei-Bit-Binärkode-Kombination als Antworten der Zellen r und s identifiziert wird, wie diese über den Kanal 46 an die Schaltung 47 gegeben wird, entsprechend der Reihenfolge der Zellen, wenn der Block sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht (wie in F i g. 4 gezeigt).

i) beide Zellen:

ii) Zelle r, aber nicht Zelle s;

tii) Zelle s, aber nicht Zelle r;

iv) keine der Zellen.

Auf diese Weise legt die Stufe 41 zusätzlich zu den Berührungs- und Identifizierungskodesignalen das Hilfskoordinatensystem fest, wobei die orthogonalen Achsen durch die exakte quadratische Form des Blocks 42 in der Ebene festgelegt werden und die Orientierung der Achsen durch die Winkelstellung der Zellen ρ und q in Verbindung mit der Lampe 43 und den Linsen 62 zu der Achse 12 im Hinblick auf das Gehäuse 14 sowie den Vorzeichen der Koordinatenachsen, die durch Achsenidentifizierungsantworten der Zellen r und 5 gegeben sind.

Die oben angegebenen Kombinationen i) bis iv) können zur Identifizierung jeder der vier Kombinationen von Koordinatenachsen verwendet werden. Im vorliegenden Fall zeigen sie die Berührung der Punkte A, C, B und D durch die Sonde an.

Am oberen Ende der Welle 11 ist ein Anschlag 67 (vgl. F i g. 5) vorgesehen, der mit dem Gehäuse 14 verbunden ist und in den Weg des sich radial zu der Welle erstreckenden Bolzen 68 ragt. Wie später noch beschrieben wird, läßt sich der Anschlag in geringem Maße gegenüber der Achse 12 in einem Schlitz 67¹ verschieben.

Für die Stufe 47 können die unterschiedlichsten logischen Schaltungen Verwendung finden. Eine herkömmliche Anordnung wird in F i g. 6 gezeigt, in der den Einzelteilen, die bereits beschrieben worden sind, ihre vorgenannten Bezugsziffern gegeben werden. Die Achsenberührungssignale auf Kanal 45 von den Zellen ρ und q werden von der Stufe 44 über Leitungen zu einem sogenannten richtungsansprechenden Unternetzwerk 71 gegeben, das dazu bestimmt ist, die Richtung des radialen Auslegers 16 anzuzeigen. Das Unternetzwerk enthält eine bistabile Stufe 72, zu deren Vor- und Rückschalteingängen die Leitungen ρ und q führen. Die Gegenphasenausgänge von der Stufe werden über Übertragstore 73 auf die Schalteingänge einer weiteren bistabilen Stufe 74 gegeben. Die Ausgänge von der Stufe 74 werden über Leitungen 75 und 76 zur Steuerung der Umkehrstufe 77 in die Leitungen von der Halbierungsstufe 48 zu dem F-Zähler52 eingegeben.

Die Schaltang 71 enthält ebenfalls Stufen 81 und 82, mittels deter die entsprechenden Gegenphasenaus gänge von der bistabilen Stufe 72 differenziert werden, bevor sie an einen der Eingänge von mit zwei Eingängen versehenen Und-Toren 83 und 84 gegeben werden, zu deren anderen Eingängen Verbindungen der Leitungen 75 und 76 bestehen. Die Verbindung zu der Differenzierstufe 81 erfolgt von dem Ausgang der Stufe 72, der in die positive Richtung geht, wenn die

ίο Stufe zurückgeschaltet ist. Die Verbindung zu der Stufe 91 erfolgt von dem anderen Ausgang. Die Ausgänge von diesen Toren werden über die Leitungen 85 und 86 an das Schaltunternetzwerk 91 gelegt zur Steuerung der Lieferung der Gitterimpulse von der Stufe 68 tu den

X- und K-Zählern.

An Hand der nachfolgenden Beschreibung wird die Arbeitsweise dieser Schaltung klarer; der Ausgang über jede der Leitungen 85 und 86 nimmt die Form einer Folge von scharf definierten Schaltimpulsen an, eine

ao für jede Berührung der Sonde mit einer Koordinatenachse und daher fünf pro vollständigem Raster, deren Erscheinen allein in der Leitung 85 oder allein in der Leitung 86 davon abhängt, ob die Abrasterung im Uhroder im Gegenuhrzeigersinn erfolgt.

as Das kennzeichnendste Merkmal der Schaltung 91 ist die Kette von sechs Toren 92 bis 97, von denen die Tore 92, 94 und 96 vier Eingänge aufweisen, während die Tore 93. 95 und 97 nur drei haben. Ansprechend auf

a) die Schaltimpulse, die von der ikha'iung 71 über die eine oder die andere der Leitungen 85 und 86 empfangen werden,

b) die Achsenidentifizierungssignale, die in Kanal 46 von den Zellen r und .? über die so bezeichneten

Leitungen empfangen werden, und

c) ein RückstelUteuersignal, das von einer bistabilen Stufe 98 über eine Leitung 99 (die .iur dann, wenn sich die Stufe in ihrer Rückstellstellung befindet, erregt ist) empfangen wird, wobei diese Tore als eine logische Schaltung arbeiten, um dse geeigneten Schaltbedingungen aufzustellen.

Um die Beschreibung dieses Teils der Schaltung /u vereinfachen, werden die von den Zellen r und s emp fangenen Signale mit R und S bezeichnet, denen der Buchstabe Λ' (was »Nicht« bedeutet) vorgestezt ist, wenn das Signal an ein Tor in Sperrichtung gegeben wird.

Die Tore 92 und 93 steuern die Anlegung der Gitterimpulse an den A'-Zähler. Jedes Tor empfängt an einem Eingang ein Signal, das von einer der Leitungen 85 und 86 stammt, entsprechend der Kombination des OR· Tores 101. und ein Signal 5 an dem anderen Eingang Der dritte Eingang zu dem Tor 92 ist ein Signal R und der dritte Eingang zu dem Tor 93 ist ein Signal NR Die Leitung 99 legt den vierten Eingang an das Tor 92 Solange auf diese Weise die Stufe 98 rückgestellt ist sind diese beiden Tore als Antwort auf die obenerwähn ten Kodebedingungen i) bzw. ii) durchgeschaltet unc

üo legen so durch Schaltimpulse die Periode fest, wanr die Gitterimpulse an den -Y-Zähler gelangen. Die Aus gangsleitungen von diesen Toren werden entsprechen^ mit A und B bezeichnet, um anzudeuten, daß die be treffenden Tore geöffnet sind, als Antwort auf die Be rührung der Punkte A und B durch die Sonde, ent sprechend ihrem Raster (vgl. F i g. 2).

Die Ausgänge von den Toren 92 und 93 werden au die Vor- und Rückstelleingänge einer bistabilen Stuf:

107 gegeben, deren Ausgänge auf die Vor^ und Rückslclleingänge einer weiteren derartigen Stufe 103 gegeben werden, und zwar in diesem FaIIo über ein mit zwei Eingängen versehenes Und-Tor 104 oder 105. An jedem der beiden anderen Eingänge dieser Tore werden in Sperrichtiing die durch die Stufe 84 halbierten Gitterimpulse gegeben und durch ein Oder-Tor 106 kombiniert. Wie später noch ausführlicher beschrieben wird, ilt diese Verdoppelung der bistabilen Stufen mit einer Oitterimpulssteuerung zusammengeschaltet, um Fehloperationen zu verhindern bezüglich eines Gitterimpul-KSi. der im Augenblick des Schaltens eines .V-ZSniers in dem Schaltkreis ankommt. Der Ausgang von der Stufe 103 steuert ein Übertragungstor 10? in den Verbindungsleitungen von Stufe 48 zu dem A'-Zähler.

Die logischen Steueranordnungen /ur Schaltung der Gitterimpulse auf den V-Zähier werden durch die Tatsache etwas komplizierter, daß, während die Sonde mit der .!"-Achse die Punkte A und B in der jeweiligen Reihenfolge der Potationsrichtungen erreicht, bei dem F-Zähler die entsprechende Reihenfolge der Punkte C und D von der Richtungabhängt, wobei der Punkt C vor Punkt D erreicht wird bei einem im Gegenuhrzeigersinn erfolgenden Raster, dagegen D vor C bei einem im Uhrzeigersinn erfolgenden Raster. Aus diesem Grunde ist es, wie bereits erwähnt, erforderlich, die Gitteritnpulsspeisung des K-Zählers für eine im Uhrzeigersinn erfolgende Rasterung umzukehren, um die Korrekturen der Vorzeichen sicherzustellen, was durch die Stufe 77 unter Steuerung der Stufe 74 erfolgt. Weiter ist notwendig, bei einer im Uhrzeigersinn erfolgenden Rasterung, die Zählung bei D zu beginnen gegenüber vorher bei C: aus diesem Grunde werden zwei Torpaare benötigt, an Stelle des einen Paares 92 und 93, das für die A'-Achse benötigt wird, wobei das geeignete Paar durch ein die Richtung der Rasterung angebendes Signal auf der Leitung 85 oder 86 in Aktion gesetzt wird.

Um auf eine entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Rasterung anzusprechen, sind deshalb die Tore 94 und 95 vorgesehen.

Jedes weist einen Eingang der Leitung 85 auf. Zwei weitere Eingänge des Tores 94 bilden die Signale R und NS, die die Bedingung ii) darstellen, und ein viertes Tor wird durch die Leitung 99 versorgt. Die verbleibenden zwei Eingänge zu dem Tor 95 sind Signale NR und NS, die die Bedingung iv) wiedergeben.

Andererseits weist für die im Uhrzeigersinn erfol-

fende Rasterung das Tor 96 Eingänge von der Leitung 6 und der Ldtung 99 zusammen mit den Signalen NR Und NS auf, während das Tor 97 die Signale R und NS und einen Eingang von der Leitung 86 anliegen hat.

Die Ausgänge von den Toren 94 und 96. die die Berührung der Punkte C (im Gegenuhrzeigersinn) und D (im Uhrzeigersinn) durch die Sonde anzeigen und da-Init jedesmal den Start einer /-Zählung veranlassen, tind gemeinsam mit dem Einstelleingang einer bistabilen Stufe 111 verbunden. Mit dem Rückstelleingang tind die Ausgänge von den Toren 95 (D, Gegenuhr-Kigersinn) und 97 (C, Uhrzeigersinn) über einen gemeinsamen Punkt 112 und eine Diode 113 verbunden.

Von dem gemeinsamen Ausgangspunkt 112 wird ein Signal zur Schaltung der Stufe 98 in ihren Einstellzu- $tand abgeleitet. Die Verbindungen von der Stufe 111 2u einem Übertragungstor 114 in den Leitungen zu dem 7-Zähler entsprechen genau denen von Stufe 102 zu dem Tor 107. Auf diese Weise werden die Ausgänge von der Stufe 111 an eine andere bistabile Stufe 115 über Und-Tore 116 und 117, die von einem Oder-Tor 106 gesteuert werden, gelegt.

Zu Rückstellzwecken können glicht gezeigte) elektrisehe Kontakte mit dem Anschlag 67 und dem damit zusammenwirkenden Bolzen 68 verbunden sein (vgl. F i g. 5), so daß eine Leitung 119 so langt erregt ist, wie der Anschlag berührt wird. Diese Leitung wird mit dem Steuerpunkt des Tores 73 verbunden, so daß das

ίο Tor nur so fange geöffnet ist, wie die Leitung erregt ist; des weiteren ist sie mit den Rückstellpunkten jeder der fünf bistabilen Stufen in der Schaltung 91 verbunden. Die entsprechend gepolte Diode 113 liegt in der Verbindung zwischen dem gemeinsamen Punkt 112 und dem Rückstelleingang zu Stufe 111, um ein Rückstellsignal auf die Leitung 119 von der Eingriffsstufe 98 über den Punkt 112 und so eine unerwünschte Umschaltung der Stufe 98 in ihren Einstellzustand zu verhindern.
Der Anschlag 67 ist in Form eines in einem passenden Schlitz 67¹ frei gleitbaren Zapfens ausgebildet, der auf der Achse 2 zwischen den Endstellungjn, die durch die Punkte L und L¹ (vgl. F i g. 2) wiedergegeben werden, zentriert ist.
Die Arbeitsweise des Gerätes, soweit es die Rotation

»5 in nur einer Richtung zuläßt, ist folgende:

Es wird mit dem Punkt, in dem die Sonde in das Loch abgesenkt und die X- und K-Zähler zurückgestellt worden sind, begonnen.

Die Bedienungsperson dreht den Knopf 15 in einer Richtung etwa im Uhrzeigersinn, bis der radiale Bolzen 68 auf den Anschlagzapfen 67 stößt. Eine weitere Drehung in derselben Richtung führt den Zapfen an das im Uhrzeigersinn gelegene Ende seines frei zu durchlaufenden Bogens und bringt auf diese Weise die Sondf zu dem Punkt L (vgl. F i g. 2), falls sich der Zapfen dort nicht schon berHts befindet. Die sich daraus ergebende Schließung des zugehörigen Kontaktes erregt die Leitung 119 und öffnet so das Tor 37 (wobei die Stufe 72 mit der Stufe 74 verbunden wird) und stellt eine der bistabilen Stufen in der Schaltung 91 zurück. Dieses Rückstellsignal veranlaßt, indem es auf die Stufe 98 gegeben wird, daß ein Alarmsignal über die Leitung 99 zu den Toren 92, 94 und 96 gegeben wird.

Der Punkt L ist bezüglich der A'-Achse so gelegen, daß. falls die Welle gedreht worden ist, um die Sonde zu diesem Punkt zu bringen (wie bereits besc¹- eben), die Zelle ρ so viel mehr bestrahlt wird als die Zelle q, se daß es dem Signal P möglich ist, die Stufe 72 in ihrer Einstellzustand zu schalten, der über das offene Tor 11 an die Stufe 74 gelegt wird. Mit der Stufe 74 im Ein stellzustand ist deren Ausgangsleitung 75 erregt, wäh rend die andere Leitung 76 dies nicht ist. Einederartigf Erregung bringt die Rückstellstufe 77 in den Zustand in dem die Addier- und Subtrahierausgänge von Stuft 48 mit den positiven und negativen Eingängen de: K-Zählers verbunden sind.

Nachdem auf diese Weise die Sonde in ihre Start stellung gedreht worden ist, dreht die Bedienungsper son den Knopf 15 über eine vollständige Umdrehum in Gegenuhrzeigerrichtung.

In dem Augenblick, in dem die Rücksteilkontakti unterbrochen werden, da der Bolzen 68 den Zapfen 6' verläßt, wird die Leitung 119 erregt, wodurch das To 73 geschlossen wird und auf diese Weise Stufe 74 voi Stufe 72 trennt, bis die Kontakte wieder miteinande in Berührung kommen. Danach verbleibt die Stufe 7' für den Rest der Abrasterung in einem Zustand, in den sie die Gegenuhrzeigerrichtung der Abrasterung durcl

13 I 14

Erregung der Letting 75 gegenüber der Leitung 76 dar- Punkt L¹, für den bei dieser Abrasterungsrichtung ein

stellt. Anschlag fehlt. Am Ende der Abrasterung wird der

Während die Abrasterung im Gegenuhrzeigersinn Anschlag bei Punkt L wieder erreicht, und der Anerfolgt, sind die Tore 94 und 95 betriebsbereit. Wenn schlag wird über den Punkt A (die fünfte Überkreuder Punkt D durchlaufen ist, stellt deshalb das sich 5 zung) zu dem Punkt L¹ am anderen Ende des bogendaraus ergebende durch das Tor 95 gelieferte Signal förmjgen Schlitzes gebracht. Bei jedem Raster ergibt nicht nur die Stufen 111 und 115 zurück, wodurch das sich somit, daß jedes Signal fünf Impulse P¹ bzw. Q¹ Übertragungstor 114 geschlossen wird, sondern es aufweist, eines für jede der vier Seiten des optischen wird ebenso die Schaltstufe 98 in ihren Einstellzustand Blockes 61 mit der den Punkt A darstellenden Seite geschaltet. Die Wirkung dieses letzten Vorgangs be- ίο als dem unerwünschten Impuls noch einmal,
wirkt, daß das Alarmsignal von den Toren 92. 94 und Die entsprechenden Ausgänge von der bistabilen 96 abgesteift wird und so die logische Schaltung auf Stufe 72 werden bei (c) und (d) gezeigt. Da im Punkt L weitere Schaltimpulse nicht mehr anspricht. das Signal P [Welle (ä)] die größere Amplitude auf-

Am Ende der Abrasterung kommt der Bolzen 68 von weist, ist die Stufe 72 durch sie in den Einstellzustand der anderen Seite her in Kontakt mit dem Zapfen 67 15 geschaltet, wie bereits erwähnt. Die Stufe wird in der und drückt diesen an das im Gegenuhrzeigersinn lie- Folge zurückgestellt, wenn ihre Eingänge an dem Übersende Ende seines Schlitzes und bringt dabei die Sonde kreuzungspunkt der Wellen (a) und (b) gleich sind. Das in die Stellung LK Die sich daraus ergebende ochlie- erfolgt im Punkte, wo sich der Strahl in der Mitte ßung der Kontakte öffnet das Tor 73, um dadurch die zwischen den Zellen ρ und η befindet. Danach wird die Steuerung der Stufe 74 durch die Stufe 72 wiederherzu- 20 Stufe durch die Vorderkante jedes Impulses P¹ an dem stellen und stellt die Stufe 98 und solche der anderen sich ergebenden Überkreuzungspunkt eingestellt und bistabilen Stufen der Schaltung 91, die noch aus ande- rückgestellt Infolge der schrägen Kanten der Imren Gründen in ihrem Einstellzustand waren, zurück. pulse P¹ sind die entsprechenden Kanten der Wellen (c)

Die Bewegung der Sonde von dem Punkt L zu dem und (J) unscharf, während demgegenüber die nachfol-

Punkt Z.¹ macht eine fünfte Überkreuzung der 25 genden Kanten, die an den Überkreuzungspunkten

X-Achse bei A notwendig. Dies dient dazu, die logische erscheinen, scharf sind.

Schaltung gegenüber dem sich ergebenden unerwünsch- Falls eine Unsymmetrie in den elektrischen Eigen-

ten fünften Schaltinipuls passiv zu machen, da die schäften der Zellen oder in der Ausleuchtung bestehen

Stufe 98 das Alarmsignal von den Toren 92, 94 und 96 sollte, kann die Stufe 72 irgendwo zwischen das Ende

abgeschaltet hat. wie bereits beschrieben, indem sie 30 des Impulses Q¹ und vor den Beginn des nächsten

von dem Tor 95 durch die vier Impulse, die den Impulses P¹ gelegt werden. Dies beeinflußt jedoch

Punkt B darstellen, umgeschaltet worden ist. nicht die Arbeitsweise, da es ausschließlich die anderen

Die nächste Abrasterung, die z. B. zur Prüfung der Kanten dieser Impulse sind, die genau durch die Über-

ersten Ablesung dient, soll in Uhrzeigerrichtung erfol- kreuzungen dieser Impulse festgelegt sind und von

gen, wobei die Sonde von dem Punkt U zu dem 35 denen Gebrauch gemacht wird.

Punkt L gebracht wird. Dieses Mal ist das Signal Q bei Die Ausgänge von der Stufe 74 vervielfältigen die-

Beginn der Abrasterung das stärkere und veranlaßt da- jenigen der Stufe 72 bei Beginn der Abrasterung und

durch die Stufen 72 und 74, ihre Rückstellcinstellung verbleiben in diesem Zustand für den Rest davon, da

einzunehmen und durch stärkere Erregung der Leitung das Tor 73 die Stufe 74 von den nachfolgenden Umkeh-

76 gegenüber der Leitung 75 die Richtung festzulegen. 40 riingen der Stufe 72 trennt [vgl. die Wellen (e) und (/)].

Bei dieser Richtung muß die Gitterimpulsspeisung des Die Antworten der Differenzierstufen 81 und 82 auf

F-Zählers umgekehrt werden, was durch die Stufe 77 die Ausgänge von der Stufe 72 werden bei (g) und (/;)

in Erwiderung des neuen Zustandcs der Schaltungen 75 gezeigt. Da die Verbindung zu der Stufe 81 von dem

und 76 geschieht. F.bcnso wird bei dieser Richtung die Ausgang der Stufe 72, die positiv auf Rückstellung

Stufe 98 durch die vier Schaltimpulsc vor dem Tor 97, 45 geht, erfolgt, weist die Welle (g) einen scharfen positiv-

die nun den Punkt C darstellen, auf Einstellen gcschal- gellenden Impuls V, der sich mit jedem Überkreu-

tet. zungspunkt der Wellen (a) und (h) deckt, sowie einen

Die Einzelheiten, wie die Unterschaltwerke 71 und unscharfen negativ gehenden Impuls W, der sich unge-

91 ansprechen, können am besten durch Heranziehen fähr mit der jeweiligen unscharfen Fiihrungskante der

der Wcllenformcn von F i g. 7 und 8 erläutert werden, 50 Welle (a) deckt. Die Welle (//) weist entsprechende

die in einer etwas perspektivischen VVinkclskitla die Impulse Kund Wauf, die sich aber in entgcgengesetz-

sich aus ci,.n in Uhrzeiget- und Gcgcnuhrzcigcrrichtung tem Sinn mit diesen Impulsen der Welle (g) decken,

erfolgenden Abrastcrungeii ergebenden Zustände zei- Als Schaltimpulse sind die scharfen Impulse V het-

gen. anzuziehen, um die Anlegung der Gitterimpulse an den

Bei einem im Gegenuhrzeigersinn erfolgenden 35 Zähler zu steuern, und die unscharfen impulse W sind Raster (vgl. F i g. 7) weisen die Signale P und Q von zu unterdrücken, damit die Richtungssignale auf den

den Zellen ρ und q die zyklischen Wellenformen (a) Leitungen 75 und 76 die Ausgänge von den Stufen 81

und (b) auf. Die durch A, B₁ C und D bezeichneten und 82 in die Leitungen 85 und 86 einblenden. Die

Winkelpunkte geben die Momente an, in denen der Kombination am Eingang zu Tor 83 der Wellen (e) Lichtstrahl sich zwischen den Zellen befindet und auf 60 und (g) lassen die Impulse V der Welle (#) in die Lei*

diese Weise eine der Koordinatenachsen bezeichnet. tung 85 durch [vgl. Welle (e)], während die Welle (/)

Die relative Phase der Signale P und Q ist derart, daß jeden Impuls am Erreichen der Leitung 86 [Welle (J)]

sie die Richtung der Rotation angeben. Bei der vor- hindert.

liegenden Gegentihrzeigerrichtung eilt die Welle (a) der Die Welle (k) und (I) zeigt die Antwort der Zellen r

Welle (b) voraus, weil bei einem Oegenuhrzeigerumlauf 65 und j, die, wenn diese beleuchtet werden, genau dem

der reflektierte Lichtstrahl die Zelle ρ geringfügig vor Fall entsprechen, daß der Strahl in dte Mitte zwischen

der Zelle q erreicht (vgl, F i g. 4). Kurz hinter Punkt L die Zellen ρ und cj fällt,

wird Punkt A durchlaufen und kurz danach der Die Welle (m) zeigt den besonderen Impuls VA, der

über das Tor 92 an den Punkt A gelangt (und durch den Kodezustand R und S wiedergegeben wird). Der Impuls stellt die Stufe 102 ein, die dann wiederum die Stufe 103 einstellt, vorausgesetzt, daß kein Gitterimpuls an dem Blocktor 104 vorliegt. Dadurch, daß die Stufe 103 in ihren Einstellzustand geschaltet ist, öffnet sie das Übertragungstor 107 und veranlaßt auf diese Weise die Jf-Zählung.

Falls ein Gitterimpuls vorliegt, würde er lediglich die Umschaltung der Stufe 103 so lange verzögern,' , der Gitterimpuls endet und dadurch die obenerwähnte Möglichkeit einer Fehloperation verhindert, was auf dem Beginn der .Y-Zählung in der Mitte der Gitterimpulse beruht.

Der anschließende Impuls VB beim Punkt D (NR und S) veranlaßt, daß die Stufe 102 zurückgeschaltet wird und mit ihr die Stufe 103 (mit einer geringen Verzögerung, wenn ein Gitterimpuls das Tor 105 blockiert), um das Tor 107 zu schließen und so die Zählung anzuhalten.

In gleicher Weise zeigt die Welle (/;) die Impulse VC und VD, die die V-Zählung zwischen den Punkten C (R und NS) und D (NR und /VS) bestimmt. Jeder Impuls VC wirkt in gleicher Weise auf die Impulse VA, indem die Stufen 111 und 115 in der Weise geschaltet werden, daß sie das Tor 114 öffnen und auf diese Weise die K-Zählung veranlassen; der nachfolgende Impuls VD stoppt die Zählung, indem er diese Stufen zurückstellt und so das Tor 114 schließt, jedesmal mit einer kurzen Verzögerung, wenn das Tor 116 oder 117 durch einen Gitterimpuls blockiert ist. Wenn der Punkt L nahe am Ende der Abrasterung erreicht wird, veranlaßt die Wiederschließung der Kontakte zwischen dem Bolzen 68 und dem Anschlag die Anlegung des Riickstellsignals über die Leitung 119. Da an diesem Punkt die vier bistabilen Stufen in dem Unternetzwerk 91 bereits in ihrem Rückstellzustand sein sollten, besteht die Hauptwirkung des Signals in der Wiederöffnung des Tores 73 (sowie in der Erlaubnis für die Stufe 74, den nächsten Zustand der Stufe 72 anzunehmen) und die Stufe 98 zurückzustellen

Die Bedingungen für eine im Uhrzeigersinn erfolgende Abrasterung können leicht durch Vcrfolgungder Wellenformen von F i g. 7 von rechts nach links ermittelt werden, beginnend von dem Punkt L^x aus. Die Kurven sind in F i g. 8 nochmals gezeigt, und zwar so, daß sie von links nach rechts gelesen werden können. Bei dieser Rotationsrichtung, wiederum durch die relative Phase der zyklischen Signale P und Q dargestellt, wobei dieses Mal Q P vorauseilt, werden die vier Achsenpunkte in der Reihenfolge /I, D. B. C gegenüber A. C, B, D wie in F i g. 7 erreicht.

Weiter wird die Stufe 72 an jedem Übcrkrcuzungspunkt eingestellt und durch die unscharfe Hinterkante des nächsten Impulses /" oder die unscharfe Vorderflanke des Impulses Q¹ riickgestellt. Bei erregter Leitung 76 wird dieses Mal das Tor 84 alarmiert, um die scharfen positiv gehenden Impulse der Welle (//), wie bei Welle (J) gezeigt, weiterzuleiten. Auf diese Weise sieht die Welle («) genauso aus wie in F i g. 7, wobei ihre tmpulse P nun in der Reihenfolge D, C, gegenüber C, D (wie in F i g. 7), erscheinen und durch die Tore 96 und 97 an Stelle der Tore 94 und 95 weitergeleitet werden. Auf diese Weise v*ird jede K-Zähiung nun durch einen Impuls VD gestartet und durch einen Impuls VC angehallen.

Wenn es erforderlich ist, daß der durch das Achsenloch eingenommene Quadrant angezeigt wird, kann die in F i g. 9 gezeigte Hilfseinrichtung hinzugenommen werden. Sie besteht in einer Quadrantenanzeige 121, die in vier Kästen aufgeteilt ist, die die entsprechenden Quadranten darstellen. Die Frontplatte jedes Kastens

ist in Form einer durchscheinenden Scheibe, die eine Anzeige aufweist, ausgebildet, um den jeweiligen Quadranten durch eine nicht gezeigte, hinter der Platte liegende Lampe zu beleuchten. Die Lampe in dem Kasten, die den Quadranten I anzeigen soll (vgl.

ίο Fig. 2), ist in den Ausgangskreis eines mit zwei Eingängen versehenen Und-Tures 122 eingeschaltet. An diese sind als Eingänge eine Verbindung von dem jr-Zähler 51 gelegt, die erregt ist, wenn -ier Inhalt des Zählers negativ ist, sowie eine Verbindung von dem

!'-Zähler, die erregt ist, wenn dessen Inhalt positiv ist. Entsprechende Anordnungen zur Steuerung der anderen Lampen über die Tore 123 und 125 sind vorgesehen.

Falls als X- und /-Zähler einfache Zähler, die Impulse über Addiei- und Subtrahiereingangswege empfangen und die beim Durchgang durch 0 in die Subtraktionsrichtung komplementäre Werte anzeigen, z. B. 999, 998 usw\ ohne Vorzeichenangabe, verwendet werden sollen, kann die Schaltung von F i g. 10 verwendet

werden, die es dem Zähler ermöglicht, die gemäß der Erfindung erforderliche Information zu liefern. Der A'-Zähler 51 wird als Beispiel genommen.

Die Addier- und Subtrahierleitungen 131 und 132, die von der Stufe 48 über das Übertragungstor 107 (F i g. 6) kommen, werden über mit zwei Eingängen versehene Und-Tore 133 und 134 an die Addier- und Subtrahierwege 135 und 136 des anliegenden Zählers 127 gegeben. Die Leitungen 131 und 132 sind gleichfalls über zwei weitere Und-Tore 141 und 142 mit den Wegen 136 bzw. 135 über Kreuz verbunden. Der zweite Eingang zu den Toren 133 und 134 erfolgt von dem Einstellausgang einer bistabilen Stufe 143, deren Rückstellausgang die zweiten Eingänge zu den Toren 141 und 142 liefert. Die Stufe erregt die eine oder die andere der Ausgangsleitungen 145 oder 146 in Abhängigkeit davon, welche von ihnen in ihrem Einstell- oder Rückstellzustand ist.

Die Leitungen 131 und 132 sind mit den Einstell- und Rückstelleingängcn der Stufe 14ä über mit zwei Einf?ängcn versehene Und-Tore 147 und 148 verbunden. Um die zweiten Eingänge zu diesen Toren zu liefern, wird dem Zählei 137 eine einfache logische Schaltung 151 zugeordnet, um an beide dieser Eingänge über eine Leitung 152 ein Alarmsignal zu liefern, aber nur dann, wenn der Zähler auf 0 steht. Die Schaltung 152 kann in Form eines Viel-Eingang-Nand-Torcs (nicht gezeigt) ausgebildet sein mit einer Eingangsverbindung von jeder Ziffernstufe, derart, daß nur dann ein Ausgang erfolgt, wenn jede Stufe die Ziffer 0 enthält.

Wenn im Betrieb der Zähler auf 0 steht und deshalb die Tore 147 und 148 alarmiert sind, ist der nächste Impuls ein Addierimpuls, der über die Leitung 131 empfangen wird, wobei dadurch das Tor 147 geöffnet und die Stufe 143 in ihren Einstellzustand geschaltet wird, wen sie sich nicht bereits schon in diesem Zustand befindet. Mit der auf diese V. eise erregten Leitung 145 werden die Tore 133 und 134 alarmiert, so daß die Leitungen 131 und 132 tatsächlich mit den Addier- und Subtrahierwegen 135 bzw. 136 verbunden sind. Solange der Zähler nicht auf 0 zurückgeht, werden die nachfolgenden über die Leitung 131 empfangenen Impulse bei der Zählung addiert und solche, die über die Leitung 132 empfangen werden,

subtrahiert, während die erregte Leitung 145 bewirkt, daß das positive Vorzeichen in der Hilfsstufe 51¹ erscheint.

Wenn dagegen der nächste Impuls, der ankommt, wenn der Zähler auf 0 steht, ein Subtrahierimpuls ist, und über die Leitung 132 empfangen wird, ist es das Tor 148, das leitend wird, um die Stufe 143 in ihren Rückstellzustand zu schalten und die Ausgangsleitung 146 an Stelle der Leitung 145 zu erregen. Mit den nun alarmierten Toren 141 und 142 werden die Leitungen 131 und J32 tatsächlich mit den Wegen 136 und 135 über Kreuz verbunden, so daß jeder Addierimpuls, der über die Leitung 131 ankommt, auf den Subtrahiereingangsweg 136 durchgeschaltet wird. Auf diese Weise werden Subtrahierimpulse addiert und Addierimpulse subtrahiert, wä-h.end die Leitung 136 die Stufe 51¹ veranlaßt, ein negatives Vorzeichen zu zeigen. In gleicher Weise können Vorrichtungen für die Zählung der }'-Impulse vorgesehen werden. Dort, wo eine Quadrantenanzeige 121 (F i g. 9) vorgesehen ist, werden deren Kette von Toren 122 bis 125 durch die Leitungen 145

und 146 gesteuert und die entsprechenden Leitungen an den y-Zähler gelegt.

Durch geeignete Modifizierung der logischen Steuerung der Impulsanlegungen an die X- und K-Zähler können die anderen Quadranten zur Ingangsetzung und zur Beendigung der Abrasterungen verwendet werden. Wenn dann der Schlitz für den Anschlag so erweitert wird, daß der Punkt L¹ in den Quadranten III kommt und dadurch die Notwendigkeit der Korrektur

ίο der !^-Zählung bei einem im Uhrzeigersinn erfolgenden Raster vermieden wird, kann die Schaltung von Figo durch Weglassung der Tore 96 und 97 und der Umkehrungsstufe 77 vereinfacht werden. Eine derartige Anordnung würde jedoch den Nachteil haben, daß die Bedienungsperson für jede Abrasterung eine zusätzliche Drehung ausführen müßte. Darüber hinaus wäre es für den Ablauf und die Exaktheit der Maschine nahezu unerheblich, welcher Quadrant als Endpunkt verwendet wird, so daß kein Vorteil in der Verwendung einer anderen als der in Verbindung mit F i g. 6 beschriebenen Anordnung liegen würde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: formers (31 bis 33) auf die Zähler (Sl und 52) zu geben.

1. Koordinatenvermessungsgerät mit einer um ihre Achse drehbaren Welle, die an ihrem freien Ende mit einem senkrecht zur Wellenachfie verlaufenden radialen Arm versehen ist, einer mit dem Arm verbundenen parallel zur Weller.achse gerichteten Meßsonde, einer Einrichtung zur Festlegung von X- und Y- Koordinatenachsen in einer zu dieser Welle senkrechten Ebene mit der Wellenachse als Ursprung, ferner mit Zwei-Richtungs-Zählern, die den Koordinatenachsen X und Y zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Arm (16) mit einem in radialer Richtung bewegbaren W^gen (21) versehen ist, an dem die Sonde (22) angebracht ist, daß ein an sich bekannter Meßwertumformer (31 bis 33) vorgesehen ist, um durch einen Impulsziig die Größe und Richtung der Sondenbewegung längs des Armes (16) von einem Bezugspunkt (22') aus zu messen, und daß die Einrichtung (41) zur Festlegung der Koordinatenachsen eine Steuereinrichtung (42,43,44: p, q; r, s:) umfaßt, die Achsenberührungssignale abgibt, wenn die Sonde (22) mit einer der Koordinatenachsen während der Prehung der Welle (11) zur Deckung kommt, und die ferner Achsenirientifizierungssignale abgibt, die die Identität und das Vorzeichen der jeweils von der Sonde erfaßten Koordinatenachse angeben, und daß eine logische Schaltung (47) vorgesehen ist, die durch die genannten Signale steuerbar ist, um die Impulse des Meßwertumformers (31 bis 33) achsenabhängig und vorzeichenabhängig auf den ,V-Zähler (51) und den K-Zähler (52) zu geben.

2. Koordinatenvermessungsgerät nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen auf der Welle (11) sitzenden und mit dieser umlaufenden optischen Spiegelblock (42) mit quadratischem Querschnitt in einer Ebene senkrecht /ur Wellenachse sowie eine Lichtquelle (43) aufweist, deren Licht von den Seitenflächen des Spiegclblockes (42) auf Fotozellen (/?, 17) reflektiert wird, die zyklisch die Achsenberührungssignale abgeben.

3. Koordinatenvermessungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Normalcbcnen zur Achse der Welle (11) liegenden Kanten des Spiegelblockes (42) abgeschrägt sind, so daß Schrägflächen (65, 65', 66, 66') gebildet werden, die das Licht der Lampe (43) so reflektieren, daß von zwei weiteren Fotozellen (r, .?) die eine oder die andere, beide oder keine von beiden getroffen *ird, so daß von den beiden Fotozellen die Achsenidentifizierungssignale ableitbar sind.

4. Koordinatenvermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (47) eine UnterSchaltung (71) aufweist, welche die Drehrichtung der WeIIe(Il) anzeigt.

5. Koordinalenvermessungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (47) eine Unter-Schaltung (91) aufweist, die Tote (92 bis 97) enthält, ferner Verbindungsteitungen, um die Achsenberührungssignale und die Achsenidentifizieningssignale nn die Tore zu legen, um die Impulse des Meßum-Die Erfindung betrifft ein Koordinatenvermessungsgerät mit einer um ihre Achse drehbaren Welle, die an ihrem freien Ende mi: einem senkrecht zur Wellenachse verlaufenden radialen Arm versehen ist, einer mit dem Arm verbundenen parallel zur Wellenachse gerichteten Meßsonde, einer Einrichtung zur Festlegung von X- und ^-Koordinatenachsen in einer zu dieser Welle senkrechten Ebene mit der Wellenachse als Ursprung, ferner mit Zwei-Richtungs-Zählern, die den Koordinatenachsen ,V und Y zugeordnet sind.

Es ist ein Vermessungsgerät der vorgenannten Art bekannt, bei welchem eine an einem Arm schwenkbar befestigte Sonde zur Anlage an der Wand der zu vermessenden Bohrung gebracht wird. Durch Schwenken des Armes erhält man die Meßdaten von zwei auf einem Durchmesser liegenden Punkten, aus denen durch Subtraktion der beiden Daten und Halbierung der Differenz die Lage der Bohrung bezüglich einer Koordinatenachse errechenbar ist. Danach wird der Arm um 90^: gedreht, und es erfolgt der gleiche Vorgang in der zur ersten Koordinatenrichtung rechtwinkligen Koordinatenrichtung. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist somit eine große Anzahl von Operationen zum Erhalten des Meßergebnisses erforderlich, von denen die meisten sehr sorgfältig vorgenommen werden müssen. Die Messung ist daher bei diesen bekannten Vorrichtungen umständlich und zeitraubend, und das Meßergebnis hängt von der Genauigkeit und Sorgfalt der Bedienungsperson ab.

Bei einem weiteren bekannten Vermessungsgerät werden vorgegebene Punkte eines Werkstückes entsprechend einem von einem Magnetband abgenommenen Vermessungsprogramm vermessen. Weichen die gemessenen Werte von den vorgegebenen Werten ab, so wird ein Fehlersignal erzeugt. Voraussetzung bei diesem Vermessungsgerät ist somit, daß die Lage der Bohrung bekannt und auf dem Magnetband gespei-

4S chert ist. Die Messung der wirklichen Lage einer Bohrung bzw. deren Abmessungen, die nicht bekannt sind, is' mit diesem bekannten Gerät nicht möglich.

Schließlich ist eine Vorrichtung zum Ausmessen eines fertigen Werkstückes bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind in die Bohrköpfe eines Drehkopfes einer Mehrfachbohrmaschine an Stelle der Bohrer Sonden eingesetzt, durch die bei Drehung des Drehkopfes die Maße des Werkstückes aufgenommen werden können. Die Vorrichtung erfordert somit eine Mehrzahl von Meßsonden sowie eine der Zahl der Sonden entspre* chendc Anzahl von Meßwertumformern. Außerdem hängen auch hier die Meßergebnisse von der sorgfältigen Handhabung des Gerätes ab.
Der F.rnndung liegt demgegenüber die Aufgabe zugründe, ein Koordinalenvermessungsgerät anzugeben, das eine schnelle, genaue und automatische Vermessung von Werkstücken erlaubt.

Erfindungsgemäß wird dies bei dem eingangs genannten Koordinatenvermessungsgerät dadurch erreicht, daß der radiale Arm mit einem in radialer Riehtung bewegbaren Wagen versehen ist, an dem die Sonde angebracht ist, daß ein an sich bekannter Meßwertumformer vorgesehen ist, um durch einen Impuls-