DE1813475C - Koordinatenvermessungsgerat - Google Patents

Description

<Μύ die Größe und Richtung der Sondenbewegung chen Gerüstes befestigt, das der Welle erlaubt, gemäß ängs des Annes von einem Bezugspunkt aus zu messen, dem Leitungsnetz von horizontalen rechtwinkligen laß die Einrichtung zur Festlegung der Koordinaten- Koordinaten verfahren zu werden. Das Leitungsnetz ichsen eine Steuereinrichtung umfaßt, die Achsen- liegt bezüglich des zu vermessenden Werkstückes fest, berührungssignale abgibt, wenn die Sonde mit einer 5 Das ermöglicht der Wellenachse 12, sich genau längs der Koordinatenachsen während der Drehung der der X- und K-Koordinaten dieses Systems in Ausfluch-Welle zur Deckung kommt und die ferner Achsen- fing mit dem speziellen Punkt an dem Werkstück ausidentifizierungssignale abgibt, die die Identität und das zurichten, pa der Schlitten und das Gerüst von bereits Vorzeichen der jeweils von der Sonde erfaßten Koor- bekannter Art sein können, sind sie und das Leitungsdinatenachse angeben, und daß eine logische Schaltung io netz von Koordinaten in. der Zeichnung nicht näher vorgesehen ist, die durch die genannten Signale Steuer- dargestellt.

bar ist, um die Impulse des Meßwertumformers achsen- An ihrem oberen Ende wird die Welle 11 manuell

abhängig und vorzeichenabhängig auf den JT-Zähler durch einen Knopf 15 um ihre Achse 12 gedreht. An

und den K-Zähler zu geben. dem unteren Ende der Welle ist ein radialer Ausleger 16

Vorteilhafterweise ist die- Steuereinrichtung mit 15 befestigt, der Führungsschienen 17 aufweist, entlang

einem auf der Welle sitzenden und mit dieser um- denen auf Kugellagern 18 ein Sondenschlitten 21 in ra-

laufenden optischen Spiegelblock mit quadratischem dialer Richtung sich bewegen kann, d. h. gegen die

Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse oder von der Achse 12 der Welle. Abhängig von dem

sowie mit einer Lichtquelle versehen, deren Licht von Schlitten erstreckt sich die Sonde 22 ihrerseits parallel

den Seitenflächen des Spiegelhlockes auf Photozellen ao zu der Achse 12; sie endet in einer Kugelspitze 23. Der

reflektiert wird, die zyklisch die Achsenberührungs- Schlitten kann die Sonde in eine Ausgangsposition

signale abgeben. (durch die unterbrochene Linie 22^l dargestellt) verfah-

Zweckmäßigerweise sind ferner die in Normal- ren, in der die eigentliche Meßoberfläche 23^l der

ebenen zur Achse der Welle liegenden Kanten des Spitze, das ist die Oberfläche, die mit dem Werkstück

Spiegelblockes abgeschrägt, so daß Schriigflächen ge- aj zur Berührung gebracht wird, mit der Achse 12 der

bildet werden, die das Licht der Lampe so reflektieren, Welle ausgerichtet ist.

daß von zwei weiteren Photozellen die eine oder die Der Schlitten 21 wird außerhalb der Achse 12 durch andere, beide oder keine ν beiden getroffen wird, so eine Zugfeder 24, die aus einer Trommel 25 im freien daß von den beiden Photozellen die Achsen-Identifi- Ende des Auslegers 16 läuft, angetrieben. Zur Verzögezierungssignale ableitbar sind. Schließlich ist es von 30 rung und allgemein zur Stabilisierung der auswärts geVorteil, wenn die logische Schaltung eine Unterschal- richteten Bewegung greift an dem Schlitten in derandetung aufweist, welche die Dtehrichtung der Welle an- ren Richtung eine zweite und schwächere Feder 26 an, zeigt, sowie eine weitere Unterschaltung, die Tore ent- die von einer Trommel 27, die am anderen Ende des hält, ferner Vtrbindungsleitungen, um die Achsen- Auslegers befestigt ist, ausgeht. Die Steuerung der berührungssignale und die Achsenidentifizierungs- 35 Schlittenbewegung enthält daneben einen Fliehkraftsignale an die Tore zu legen, um die Impulse des Meß- regler, um die Geschwindigkeit zu regulieren, zusamumformers auf die Zähler zu geben. men mit einer Einrichtung ?\\r Anspülung der Feder 26

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung auf die Trommel 27 und zur Verriegelung der Sonde

wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. in der Ausgangsposition. Da für diesen Zweck ein ein-

Es zeigt 40 fächer Mechanismus leicht gefunden werden kann, ist

F i g. 1 eine vereinfachte und teilweise schematische dieser nicht gezeigt und bedarf keiner weiteren BeDarstellung einer Ausführungsform der Erfindung, Schreibung.

F i g. 2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der Um durch Impulszählung das Ausmaß und die

Arbeitsweise der Ausführungsform nach F i g. 1, Richtung der Bewegung des Sondenschlittens längs des

F i g. 4 einen Querschnitt eines Geräteteils gemäß 45 radialen Auslegers zu messen, ist ein linearer Meßum-

F i g. 1, former vorgesehen. Dieser enthält ein optisches Gitter

F i g. 5 einen Schnitt in Höhe des in F i g. 4 gezeig- 31, das mit dem Meßschlitten verbunden ist und sich

ten Teils, mit diesem an einem an dem Ausleger befestigten Ver-

F i g. 6 ein schematisches Schaltdiagramm eines gleichsgitter vorbeibewegt. Das Gitter 32 ist gering-

Teils des in F i g. 1 gezeigten Blockschaltbildes; 50 fügig gegenüber dem Gitter 31 gekreuzt, so daß zwi-

F i g. 7 und 8 zeigen die Signalwellenformen, um die sehen den Gittern in bekannter Weise ein optisches

Arbeitsweise der in F i g. 6 gezeigten Schaltanordnung Muster entsteht, das sich gegenüber dem Ausleger,

zu verdeutlichen, wenn sich der Schlitten längs des Auslegers bewegt,

F i g. 9 ein schematisches Schaltdiagramm einer verschiebt. Zur Verdeutlichung sind die Gitter ge-

Hilfseinrichtung, das in Verbindung mit der Schaltung 55 trennt dargestellt, während sie in Wirklichkeit annä-

von F i g. 6 Verwendung findet, und hemd parallel zueinander sind.

F i g. 10 ein schematisches Schaltdiagramm einer Ein photozellengesteuerter Schaltkreis, der ganz allin Blockform in F i g. 6 dargestellten Zählersiufe. gemein durch den Block 33 dargestellt ist, spricht auf

Die Erfindung wird in Verbindung mit einem in die Bewegung des Musters in der Weise an, daß über F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel näher be- 60 eine Addier-Ausgangsleitung 34 oder eine Subtrahierschrieben, in dem eine Sondenkonstruktion für ein Ausgangsleitung 35 ein Impuls für jede konstante Zu-Koordinatenvermessungsgerät eine vertikale Welle 11 nähme längs des radialen Auslegers 16, weg von der aufweist, die zwecks Rotation um die Wellenachse 12 Achse 12, oder gegen diese gerichtete Bewegung des mittels der Lager 13 in dem Gehäuse 14 gelagert ist Schlittens 21 erfolgt. Die derart von dem Gittersystem und dazu dient, die Welle (mittels der Lager 13, die 63 gelieferten Impulse werden als Gitterimpulse ausgebildeshalb außerdem als Drucklager fungieren) über einem det, damit sie sich von anderen, von einer später benicht gezeigten Werkstück abzustützen. Das Gehäuse schriebenen Umschaltvorrichtung abgeleiteten Impul-14 ist seinerseits auf dem Querschlitten eines bewcgli- sen unterscheiden.

Inder Nähe des oberen Endes der Welle 11 sind Vor- Punkt H, der durch die X- und K-Koordinaten +X richtungen zur Festlegung eines Systems von recht- und +Y des Hilfssyslems gekennzeichnet ist. Der winkligen X- und V-Koordinalen in einer Normal- Kreis 55 stellt in der Ebene die zylindrische Wandung ebene zu der Achse 12 vorgesehen, mit dieser Achse als des Loches dar, das den Punkt H als Mittelpunkt hat. Ursprung 0 (vgl. F i g. 2), wobei erste und zweite 5 Die Anlage soll nun die Fehlerkoordinaten A'und Y Rolationsmcßumformereinrichtungen kombiniert in messen und ihre entsprechenden Vorzeichen angeben, einer optischen Stufe 41 vorgesehen sind. Dieses Ko- Zur leichteren Bezugnahme soll die Af-Achse den ordinatensystem bezieht sich auf ein Hilfssystem, um Kreis 55 bei A (im Negativen) und B (im Positiven) es von dem konventionellen obenerwähnten Leitungs- schneiden, w ihrend die K-Achse den Kreis bei C (im netz zu unterscheiden. Die Stufe 41 (Fig. 1) enthält io Negativen) u id D (im Positiven) schneidet. Beginnend einen optischen Block 42, der mit der drehbaren mit dem Qu; dranten —je und +y und im Uhrzeiger-Welle 11 verbunden ist und dazu dient, Licht von einer sinn weiterge iend werden die vier Quadranten mit 1 bis Lampe 43 auf eine Reihe von Photozellen 44 zu reflek- IV bezeichne .
tieren. Aus der Ebmentargeometrie ergibt sich

Um ein Hilfskoordinatensystem festzulegen (und 15

zwar in einer später erläuterten Weise), dient die Stufe _χ _ J -^g _ q^\ .. _ 1 ,q_D _ Q₁-^

41 zur Ableitung bezüglich dieses Systems und während 2 ' * 2
der Ausleger 16 um den Ursprung O dieses Systems

rotiert von zwei Gruppen von kodierten Signalen Mit dem radialen Ausleger 16, angenommen in

1. Achsenberührungssignalen, die von einem ersten ^ao Q««d™nt I in einer Winkelstellung, die durch einen

rotierenden Meßumformer derart abgeleitet wer- Anschlag gegeben .s^d d.e Sondenarret.erung fre.-

dcn. daß sie genau jedesmal dann, wenn die Sonde fg^J^ £°" Jj^ wtrd strebt sodann lan s de

in Berührung mit einer der Koordinatenachsen _Au^ ™_re ¹JjJ_c" £|£ί™ΜΓίι«⁸ MeßoberflächeTurch

kommt ansprechen und _{d{ Berüh mit der} Lochwandung gestoppt wird,

en, aerar, si nachse an- dienungsperson den Knopf 15, bis der Ausleger 16 geben, wenn diese von der Sonde berührt werden.

Diese Signale werden durch die Kette 44 erzeugt und spitze, die durch die Feder 24 in ständiger Berührung

über die Kanäle 45 bzw. 46 gegeben, um eine logische mit der Lochwandung gehalten wird, den Kreis 55 von

Schaltung 47 mittels der Additions- und Subtraktions- dem Punkt L die Punkte A, C, B und D zurück zu L

Impulse von der Photozellenstufe 33, nachdem diese durchläuft.

durch eine Stufe 48 in ihrer Anzahl halbiert worden 35 Die Schaltung 47 wird von der Stufe 41 derart gesind, zu steuern, die dann auf die den X- und V-Koordi- steuert, daß, wenn die Sondenspitze in Berührung mit naten des Hilfssystems zugeordneten Zweirichtungs- dem Punkt A und der Ausleger 16 in Berührung mit zählern 51 und 52 gegeben werden. Die Schaltung 47 der .Y-Achse gelangt, die Gitterimpulse von der Stufe enthält Einrichtungen, die gewährleisten, daß, wenn 33, nachdem sie durch die Stufe 47 zahlenmäßig hal-Subtraktionsimpulse, nachdem ein Zähler durch O 40 biert worden sind, an den ^-Zähler 51 gelangen und gegangen ist (wie später noch beschrieben wird), emp- dort so lange anliegen, solange die Sonde den Kreisfangen werden, von dem Zähler addiert werden, und bogen A, C, B, der die .Y-Achse als Sehne hat, durchdaß das Vorzeichen der in dem Zähler gehaltenen Zahl läuft. Die Impulse werden unterbrochen, sowie die in einer Zusatzstufe 51 · oder 52¹ erforderlichenfalls Sondenspitze den Punkt C passiert. Die algebraische angezeigt wird. 45 Gesamtsumme der Impulse, die durch die Stufe 33 aufEinzelheiten de Stufe 41 und der Schaltung 47 gegeben worden sind, während dieser Bogen durchkönnen leicht verstanden werden, wenn zunächst eine laufen wurde, gibt die Entfernung (OS — OA) an; da kurze Angabe darüber erfolgt, wie die Anlage, soweit nur die Hälfte der Impulse von dem Zähler aufgenomsie bisher im einzelnen beschrieben worden ist, arbeitet, men wird, gibt der .Y-Zähler mit seiner Gesamtsumme wobei als Beispiel ihr Einsatz beim Prüfen der Lage 5° den Abstand χ an. Wenn der Punkt C erreicht ist und eines zylindrischen Bohrloches in einem Werkstück der Ausleger in Flucht mit der y-Achse kommt, werden dienen soll. auf gleiche Weise die Gitterimpulse von der Stufe 33, Das Werkstück wird auf dem Gerät mit dem Loch nachdem sie durch die Stufe 48 in der Anzahl halbiert vertikal in Stellung gebracht, und das Gerüst und sein worden sind, auf den ^Zähler 52 gegeben und liegen Schlitten wird so ausgerichtet, daß die Achse 12 in 55 dort so lange an, wie die Sonde braucht, um den Bogen Ausfluchtung mit der gewünschten Lage der Lochachse, CBD, der die y-Achse als Sehne hat, zu durchlaufen, wie sie durch die Koordinaten des Leitungsnetzes ange- Die Impulse werden in dem Moment unterbrochen, in geben wird, kommt Die Sonde 22 wird in ihrer Aus- dem die Sonde den Punkt D durchläuft. Die Gesamtgangsposition in das Loch abgesenkt, indem sie aus dem summe in dem y-Zähler gibt dann die Entfernung y an. Loch des Auslegers 16 austritt und so frei rotieren 60 Da das Netz radialer Auslenkung der Sonde von der kann. Achse 12 weg nach außen gerichtet ist, während diese Es soll nun bei diesem Beispiel angenommen werden, die beiden Bögen ACB und CBD durchlaufen, und da daß das Loch wohl den richtigen Durchmesser hat, in beiden Fällen die Zählung dann beginnt, wenn der jedoch nicht richtig liegt, und daß seine Achse nicht im Sondenschlitten näher an der Achse 12 ist, als «τ sich Ursprung des Hilfskoordinalensystems, wie es sein 65 am Ende der Zählung befindet, wird die Mehrzahl der sollte, sondern irgendwo in dem Quadrat zwischen der Impulse, die von der Stufe 33 geliefert werden, auf die 1 X- und der \ V-Koordinatenachse liegt. Addierleitung 34 gegeben, mit dem Ergebnis, daß jede So liegt die Lochachse (vgl. F i g. 2) etwa in dem der Hilfszählerstufen 51¹ und 52¹ positives Vorzeichen

zeigen. Es erweist sich, daß, während die Sonde den auf der V-Achse der Punkt D vor dem Punkt C erreicht

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

ser Umstand stellt keine Schwierigkeit dar. Eine weitere A ufgabe der Stufe 41 ist es, die Richlig-

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

des Punktes H an und damit das Ausmaß und die 5 der Inipulsspeisung des K-Zählers während einer im

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

wünschten Stellung. was durch die Steuerung, die über die Schaltung 47

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-

!eistel, wobei durch die Steuerung über die Schaltung 47 io Schreibung der Stufe 47 wird nun in Verbindung mit

mittels Achsenberührungs- und Ächsenidenlifizierungs- F i g. 4 und 5 gegeben. F i g. 4 zeigt in vereinfachter

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 aus

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

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

schied besteht in der Netzauswanderung des Sonden- unteren horizontalen Kanten bind abgeschrägt, um

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 Achsenidentifizierungssignale., wie in

ihrer Ausgangsimpulse über die Subtrahierleitung35, »0 den folgenden Abschnitten beschrieben, abgeleitet

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

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

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- 25 parallel zu der Achse 12, nicht gleich ihrer Breite zu sein

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

Fällen enthält einer der Zähler natürlich ein positives 42 nicht erforderlich. Die Hauptforderung an den

Vorzeichen, während der andere ein negatives enthält. Block ist, daß er im Grundriß quadratisch ist. Jede

Wenn nach Vervollständigung eines entgegengesetzt Oberfläche reflektiert nacheinander, wenn der Block dem Uhrzeigersinn erstellten Rasters von angenommen 3° sich zusammen mit der Welle 11 dreht, das Licht von einer Seite des Anschlags zu dem Punkt L nach der an- der Lampe 43, nachdem es durch die Linse 62 fofcusderen Seite des Anschlags ein Gegenraster in entgegen- siert worden ist, gegen zwei Zellen ρ und q der Photogesetzter 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 reflekin jedem Fall die Zählung von dem Punkt D oder B aus 35 tierten Strahl, wenn der Block rotiert, überstrichen beginnt, die weiter von der Achse 12 entfernt sind als wird. Entsprechend erzeugen sie einen gleichen Ausder entsprechende Endpunkt C oder A, daß auf diese gang nur dann, wenn der Strahl auf einen Punkt in der Weise beide Anzeigen fälschlicherweise als negativ Mitte zwischen ihnen ausgerichtet ist. Da sich der gegeben werden, wenn nicht das Gerät so ausgelegt ist, Strahl durch den Mittelpunkt bewegt, verändern sich daß dies korrigiert wird. 40 die Ausgänge entgegengesetzt zueinander, indem er bei

Deshalb sollte möglichst gewährleistet sein, daß aus- der einen Zelle anwächst, während er bei der anderen schließiich im Gegenuhrzeigersinn Raster erstellt wer- Zelle abnimmt, jeweils in Übereinstimmung mit der 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 8 beschrieben eine Spiralfeder od. dgl. vorgesehen ist, um den Aus- 45 wird. Durch eine derartige Gleichwertigkeit und entleger 16 in der leerlaufenden Richtung zurückzudrehen, gegengesetzte Änderung ihrer Ausgänge identifizieren wobei eine derartige Einrichtung nicht immer aus- die Zellen unmittelbar die Achsen, wenn der Ausleger reichend ist. Zum Beispiel ist hier der Zeitverlust beim 16 eine der Koordinatenachsen kreuzt, indem der Ausleerlaufenden Zurückdrehen zu erwähnen, wobei dieses gang über den Kanal 45 auf die Schaltung 47 gegeben dadurch vermieden werden kann, daß die Möglichkeit 5° wird.

besteht, daß der Anschlag bedarfsweise überfahren Die gemeinsame Antwort der Zellen ρ und q zeigt 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 angclaubt. Dadurch, daß der Anschlag beweglich von dem ordnet sind, und zwar eine oberhalb und eine unterhalb Punkt L in Quadrant 1 zu einem Punkt L¹ in dem des Mittelpunktes der Zellen ρ und q, gegen die das 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,
von L 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 gcndc Abrasterung aber von L¹ aus beginnt. Als Er- Gruppen von abgeschrägten Kanten 63 und 64, wobei gebnis eines von Punkt L¹ aus erfolgenden Starts be- 65 eine Gruppe oberhalb und die andere unlcrhalb der ginnt die Jf-Zählung bei A und endet bei B genau wie vertikalen Reflexionsflächc 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 jeder

10

der zwei Kanten 65 derart, daß das Licht auf die Zelle r Die Schaltung 71 enthält ebenfalls Stufen 81 und 82,

geleitet wird, wenn diese entsprechende Kante ange- mittels derer die entsprechenden Gegenphasenaus-

strahlt wird, während die Neigung jeder der Kanten 66 gänge von der bistabilen Stufe 72 differenziert werden,

derart ist, daß das Licht von der Zelle weggerkhtet bevor sie an einen der Eingänge von mit zwei Eingän-

wird. 5 gen versehenen Und-Toren 83 und 84 gegeben werden,

Entsprechend wird in der Gruppe 64 das Licht durch zu deren anderen Eingängen Verbindungen der Lei-

die Kanten 65 ^l auf die Zelle s gerichtet, während die tungen 75 und 76 bestehen. Die Verbindung zu der

Kanten 66¹ das Licht wegleiten. Wie in F i g. 5 darge- Differenzierstufe 81 erfolgt von dem Ausgang der

stellt, reflektiert eine Kante 65 der oberen Gruppe 63 Stufe 72, der in die positive Richtung geht, wenn die

Licht auf die Zelle r, während eine Kante 66* der unte- io Stufe zurückgeschaltet ist. Die Verbindung zu der Stufe

ren Gruppe 64 das Licht von der Zelle j wegleitet. Eine 82 erfolgt von dem anderen Ausgang. Die Ausgänge

Gruppe von Kanten ist gegenüber der anderen versetzt von diesen Toren werden über die Leitungen 85 und 86

angeordnet, so daß jede Fläche des Kubus, wenn sie an das Schaltunternetzwerk 91 gelegt zur Steuerung

beleuchtet wild, durch eine zwei-Bit-Binärkode-Kombi- der Lieferung der Gitterimpulse von der Stufe 68 zu den

nation als Antworten der Zellen r und s identifiziert 15 X- und K-Zählern.

wird, wie diese über den Kanal 46 an die Schaltung 47 An Hand der nachfolgenden Beschreibung wird die

gegeben wird, entsprechend der Reihenfolge der Zollen, Arbeitsweise dieser Schaltung klarer; der Ausgang über

wenn der Block sich entgegen dem Uhrzeigeisinn jede der Leitungen 85 und 86 nimmt die Form einer

dreht (wie in F i g. 4 gezeigt). Folge von scharf definierten Schaltimpulsen an, eine

*o für jede Berührung der Sonde mit einer Koordinaten-

i) beide Zellen; achse und daher fünf pro vollständigem Raster, deren

ii) Zelle r, aber nicht Zelle s; Erscheinen allein in der Leitung 85 oder allein in der

...,_,, , . . _ „ Leitung 86 davon abhängt, ob die Abrasterung im Uhr-

111) Zelle s, aber n.cht Zelle /·; _{oder im} Gegenuhrzeigersinn erfolgt.

iv) keine der Zellen. »5 Das kennzeichnendste Merkmal der Schaltung 91 ist

die Kette von sechs Toren 92 bis 97, von denen die Tore

Auf diese Weise legt die Stufe 41 zusätzlich zn den 92, 94 und 96 vier Eingänge aufweisen, während die

Berührungs- und Identifizierungskodesignalen das Tore 93, 95 und 97 nur drei haben. Ansprechend aul Hilfskoordinatensystem fest, wobei die orthogonalen

Achsen durch die exakte quadratische Form des Blocks 30 a) die Schaltimpulse, die von der Schaltung 71 übei

42 in der Ebene festgelegt werden und die Orientierung die eine oder die andere der Leitungen 85 und 8i

der Achsen durch die Winkelstellung der Zellen ρ und q empfangen werden,

in Verbindung mit der Lampe 43 und den Linsen '52 zu b) die Achsenidentifizierungssignale, die in Kanal 4i

der Achse 12 im Hinblick auf das Gehäuse 14 sowie von den Zellen r und s über die so bezeichneten

den Vorzeichen der Koordinatenachsen, die durch 35 Leitungen empfangen werden, und

Achsenidentifizierungsantworten der Zellen r und s c) ein Rückstellsteuersignal, das von einer bistabilen

gegeben sind. Stufe 98 über eine Leitung 99 (die nur dann, wenn

Die oben angegebenen Kombinationen i) bis iv) sich die Stufe in ihrer Rückstellstellung befindet

können zur Identifizierung jeder der vier Kombinatio- erregt ist) empfangen wird, wobei diese Tore als

nen von Koordinatenachsen verwendet werden. Im 40 eine logische Schaltung arbeiten, um die geeigneten

vorliegenden Fall zeigen sie die Berührung der Punkte Schaltbedingungen aufzustellen. A, C, B und D durch die Sonde an.

Am oberen Ende der Welle U ist ein Anschlag 67 Um die Beschreibung dieses Teils der Schaltung zt

(vgl. F i g. 5) vorgesehen, der mit dem Gehäuse 14 vereinfachen, werden die von den Zellen τ und s enir>

verbunden ist und in den Weg des sich radial zu der 45 fangenen Signale mit R und S bezeichnet, denen dei

Welle erstreckenden Bolzen 68 ragt. Wie später noch Buchstabe ΛΓ (was »Nicht« bedeutet) vorgestezt ist

beschrieben wird, läßt sich der Anschlag in geringem wenn das Signal an ein Tor in Sperrichtung gegeber

Maße gegenüber der Achse 12 in einem Schlitz67¹ wird,

verschieben. Die Tore 92 und 93 steuern die Anlegung der Gitter

Für die Stufe 47 können die unterschiedlichsten 50 impulse an den JT-Zähler. Jedes Tor empfängt an einen logischen Schaltungen Verwendung finden. Eine her- Eingang ein Signal, das von einer der Leitungen 85 unc kömmliche Anordnung wird in F i g. 6 gezeigt, in der 86 stammt, entsprechend der Kombination des OR den Einzelteilen, die bereits beschrieben worden sind, Tores 101, und ein Signal s an dem anderen Eingang ihre vorgenannten Bezugsziffern gegeben werden,. Die Der dritte Eingang zu dem Tor 92 ist ein Signal R Achsenberührungssignale auf Kanal 45 von den ZeI- 33 und der dritte Eingang zu dem Tor 93 ist ein Signal JVJ? len ρ und q werden von der Stufe 44 über Leitungen zu Die Leitung 99 legt den vierten Eingang an das Tor 92 einem sogenannten richtungsansprechenden Unter- Solange auf diese Weise die Stufe 98 rückgestellt ist netzwerk 71 gegeben, das dazu bestimmt ist, die Rieh- sind diese beiden Tore als Antwort auf die obenerwähn rung des radialen Auslegers 16 anzuzeigen. Das Unter- ten Kodebedingungen i) bzw. ii) durchgeschaltet unc netzwerk enthält eine bistabile Stufe 72, zu deren Vor- 60 legen so durch Schaltimpulse die Periode fest, wann und Rückschalteingängen die Leitungen ρ und q füh- die Gitterimpulse an den Jf-Zähler gelangen. Die Ausren. Die Gegenphasenausgänge von der Stufe werden gangsleitungen von diesen Toren werden entsprechend über Übertragstore 73 auf die Schalteingänge einer mit A und B bezeichnet, um anzudeuten, daß die beweiteren bistabilen Stufe 74 gegeben. Die Aufgänge treffenden Tore geöffnet sind, als Antvort a .f die Be von der Stufe 74 werden fiber Leitungen 75 und 76 65 rührung der Punkte A und B durch die Sonde, ent zur Steuerung der Umkehrstufe 77 in die Leitungen von sprechend ihrem Raster (vgl. F i g. 2). der Halbierungsstufe 48 zu dem K-Zähler 52 oinge- Die Ausgänge von den Toren 92 und 93 werden aul geben. die Vor- und Rückstelleingänge einer bistabilen Stuft

11 ^ö 12

102 gegeben, deren Ausgänge auf die Vor- und Rück- von der Stufe 111 an eine andere bistabile Stufe 115

Stelleingänge einer weiteren derartigen Stufe 103 gege- über Und-Tore 116 und 117, die von einem Oder-Tor

ben werden, und zwar in diesem Falle über ein mit zwei 106 gesteuert werden, gelegt.

Eingängen versehenes Und-Tor 104 oder 105. An jedem Zu Rückstellzwecken können (nicht gezeigte) elektrider beiden anderen Eingänge dieser Tore werden in 5 sehe Kontakte mit dem Anschlag 67 und dem damit Sperrichtung die durch die Stufe 84 halbierten Gitter- zusammenwirkenden Bolzen 68 verbunden sein (vgl. impulse gegeben und durch ein Oder-Tor 106 kombi- F i g. 5), so daß eine Leitung 119 so lange erregt ist, niert. Wie später noch ausführlicher beschrieben wird, wie der Anschlag berührt wird. Diese Leitung wird mit ist diese Verdoppelung der bistabilen Stufen mit einer dem Steuerpunkt des Tores 73 verbunden, so daß das Gitterimpulssteuerung zusammengeschaltet, um Fehl- io Tor nur so lange jsöffnet ist, wie die Leitung erregt ist; operationen zu verhindern bezüglich eines Gitterimpul- des weiteren ist sie mit den Rückstellpunkten jeder der ses, der im Augenblick des Schaltens eines A'-Zählers fünf bistabilen Stufen in der Schaltung 91 verbunden, in dem Schaltkreis ankommt. Der Ausgang von der Die entsprechend gepolte Diode 113 liegt in der VerStufe 103 steuert ein Übertragungstor 107 in den Ver- bindung zwischen dem gemeinsamen Punkt 112 und bindungsleitungen von Stufe 48 zu dem JC-Zähler. 45 dem Rückstelleingang zu Stufe 111, um ein Rückstell-

Die logischen Steueranordnungen zur Schaltung der signal auf die Leitung 119 von der Eingriffsstufe 98 über

Gitterimpulse auf den /-Zähler werden durch die Tat- den Punkt 112 und so eine unerwünschte Umschaltung

sache etwas komplizierter, daß, während die Sonde mit der Stufe 98 in ihren Einstellzustand zu verhindern,

der .Y-Achse die Punkte A und B in der jeweiligen Der Anschlag 67 ist in Form eines in einem passen-

Reihenfolge der Rotationsrichtungen erreicht, bei dem ao den Schlitz 67¹ frei gleitbaren Zapfens ausgebildet, der

/-Zähler die entsprechende Reihenfolge der Punkte C auf der Achse 2 zwischen den Endstellungen, die durch

und D von der Richtung abhängt, wobei der Punkt C vor die Punkte L und L¹ (vgl. F i g. 2) wiedergegeben wer-

Punkt D erreicht wird bei einem im Gegenuhrzeiger- den, zentriert ist.

sinn erfolgenden Raster, dagegen D vor C bei einem im Die Arbeitsweise des Gerätes, soweit es die Rotation

Uhrzeigersinn erfolgenden Raster. Aus diesem Grunde as in nur einer Richtung zuläßt, ist folgende:

ist es, wie bereits erwähnt, erforderlich, die Gitter- Es wird mit dem Punkt, in dem die Sonde in das

impulsspeisung des /-Zählers für eine im Uhrzeiger- Loch abgesenkt und die X- und /-Zähler zurückge-

sinn erfolgende Rasterung umzukehren, um die Kor- stelii worden sind, begonnen.

rekturen der Vorzeichen sicherzustellen, was durch die Die Bedienungsperson dreht den Knopf 15 in einer Stufe 77 unter Steuerung der Stufe 74 erfolgt. Weiter 30 Richtung etwa im Uhrzeigersinn, bis der radiale BoI-ist notwendig, bei einer im Uhrzeigersinn erfolgenden zen 68 auf den Anschlagzapfen 67 stößt. Eine weitere Rasterung, die Zählung bei D zu beginnen gegenüber Drehung in derselben Richtung führt den Zapfen an das vorher bei C; aus diesem Grunde werden zwei Tor- im Uhrzeigersinn gelegene Ende seines frei zu durchpaare benötigt, an Stelle des einen Paares 92 und 93, laufenden Bogens und bringt auf diese Weise die Sonde das für die X-Achse benötigt wird, wobei das geeignete 35 zu dein Punkt L (vgl. F i g. 2), falls sich der Zapfen dort Paar durch ein die Richtung der Rasterung angebendes nicht schon bereits befindet. Die sich daraus ergebende Signal auf der Leitung 85 oder 86 in Aktion gesetzt Schließung des zugehörigen Kontaktes erregt die Leiwird. tung 119 und öffnet so das Tor 37 (wobei die Stufe 72

Um auf eine entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende mit der Stufe 74 verbunden wird) und stellt eine der

Rasterung anzusprechen, sind deshalb die Tore 94 und 40 bistabilen Stufen in der Schaltung 91 zurück. Dieses

95 vorgesehen. Rückstellsignal veranlaßt, indem es auf die Stufe 98

Jedes weist einen Eingang der Leitung 85 auf. Zwei gegeben wird, daß ein Alarmsignal über die Leitung 99

weitere Eingänge des Tores 94 bilden die Signale R und zu den Toren 92, 94 und 96 gegeben wird.

NS, die die Bedingung ii) darstellen, und ein viertes Tor Der Punkt L ist bezüglich der X- Achse so gelegen,

wird durch die Leitung 99 versorgt. Die verbleibenden 45 daß, falls die Welle gedreht worden ist, um die Sonde

zwei Eingänge zu dem Tor 95 sind Signale NR und NS, zu diesem Punkt zu bringen (wie bereits beschrieben),

die die Bedingung iv) wiedergeben. die Zelle ρ so viel mehr bestrahlt wird als die Zelle q, so

Andererseits weist für die im Uhrzeigersinn erfol- daß es dem Signal P möglich ist, die Stufe 72 in ihren

gende Rasterung das Tor 96 Eingänge von der Leitung Einstellzustand zu schalten, der über das offene Tor 73

86 und der Leitung 99 zusammen mit den Signalen NR 50 an die Stufe 74 gelegt wird. Mit der Stufe 74 im Ein- und NS auf, während das Tor 97 die Signale R und NS stellzustand ist deren Ausgangsleitung 75 erregt, wäh-

und einen Eingang von der Leitung 86 anliegen hat. rend die andere Leitung 76 dies nicht ist Eine derartige

Die Ausgänge von den Toren 94 und 96, die die Be- Erregung bringt die Rückstellstufe 77 in den Zustand,

rührung der Punkte C (im Gegenuhrzeigersinn) und D in dem die Addier- und Subtrahierausgänge von Stufe

(im Uhrzeigersinn) durch die Sonde anzeigen und da- 55 48 mit den positiven und negativen Eingängen des

mit jedesmal den Start einer /-Zählung veranlassen, /-Zählers verbunden sind.

sind gemeinsam mit dem Einstelleingang einer bistabi- Nachdem auf diese Weise die Sonde in ihre Start-

len Stufe 111 verbunden. Mit dem Rückstelleingang stellung gedreht worden ist, dreht die Bedienungsper-

sind die Ausgänge von den Toren 95 (D, Gegenuhr- son den Knopf 15 über eine vollständige Umdrehung

zeigersinn) und 97 (C, Uhrzeigersinn) über einen 60 in Gegenuhrzeigerrichtung.

gemeinsamen Punkt 112 und eine Diode 113 verbun- In dem Augenblick, in dem die Rückstell kontakte

den. unterbrochen werden, da der Bolzen 68 «*en Zapfen 6"

Von dem gemeinsamen Ausgangspunkt 112 wird ein verläßt, wird die Leitung 119 erregt, wo 'urch das Toi

Signal zur Schaltung der Stufe 98 in ihren Einstellzu- 73 geschlossen wird und auf diese Weise Stufe 74 vor

stand abgeleitet. Die Verbindungen von der Stufe 111 65 Stufe 72 trennt, bis die Kontakte wieder miteinandei

zu einem Übertragungstor 114 in den Leitungen zu dem in Berührung kommen. Danach verbleibt die Stufe 7^

/-Zähler entsprechen geaai? denen von Stuf? f 02 zu für den Rest der Abrasterung in einem Zustand, in den

dem Tor 107. Auf diese Weise werden die Ausgänge sie die Gegenuhrzeigerrichtung der Abrasterung durcl

13 I 14

Erregung der Leitung 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 4 (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 förmigen 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 abgestellt wird und so die logische Schallung auf Stufe 72 werden bei (c) und (d) gezeigt. Da im Punkt L weitere Schallimpulse nicht mehr anspricht. das Signal P [Welle (α)] 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 Über-

gende Ende seines Schlitzes und bringt dabei die Sonde kreuzungspunkt der Wellen (a) und (b) gleich sind. Das

in die Stellung ΖΛ Die sich daraus ergebende Schlie- erfolgt im Punkt A, wo sich der Strahl in der Mitte

bung der Kontakte öffnet da* Tor 73, um dadurch die zwischen den Zellen ρ und q befindet. Danach wird die

Steuerung der Stufe 74 durch die Stufe 72 wiederherzu- ao 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 Im-

ren 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 (</) unscharf, während demgegenüber die nachfol-

Punkt L¹ macht eine fünfte Überkreuzung der 35 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 Schaltimpuls 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 L¹ 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 Rückstelleinstellung 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 rungen der Stufe 72 trennt [vgl. die Wellen (e) und (/)].

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

y-Zählers umgekehrt werden, was durch die Stufe 77 die Ausgänge von der Stufe 72 werden bei (g) und (A)

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

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

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

die nun den Punkt C darstellen, auf Einstellen geschal- gehenden Impuls K, der sich mit jedem Überkreu-

tet. zungspunkt der Wellen (α) und (fc) 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 Führungskante der

der Wellenformen von F i g. 7 und 8 erläutert werden, 50 Welle (α) deckt. Die Welle (A) weist entsprechende

die in einer etwas perspektivischen Winkelskala die Impulse Kund W auf, die sich aber in entgegengesetz-

sich aus den in Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigerrichtung tem Sinn mit diesen Impulsen der Welle (g) decken,

erfolgenden Abrasterungen ergebenden Zustände zei- Als Schaltimpulse sind die scharfen Impulse V her-

gen. anzuziehen, um die Anlegung der Gitterimpulse an den

Bei einem im Gegenuhrzeigersinn erfolgenden 55 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 (α) Leitungen 75 und 76 die Ausgänge von den Stufen 81

und (/>) auf. Die durch A, B, 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 Zelkn befindet und auf 60 und (g) lassen die Impulse V der Welle (g) 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 Gegenuhrzcigcirichtung eilt die Welle (α) der Die Welle (Jt) und (/) zeigt die Antwort der Zellen r

Welle (/>) voraus, weil bei einem Gegenuhrzeigerumlauf 65 und s, die, wenn diese beleuchtet werden, genau dem

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

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

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

15 ¹^ 16

über das Tor 92 an den Punkt A gelangt (und durch den in Fig. 9 gezeigte Hilfseinrichtung hinzugenommen

Kodezustand R und S wiedergegeben wird). Der Im- werden. Sie besteht in einer Quadrantenanzeige 121,

puls stellt die Stufe 102 ein, die dann wiederum die die in vier Kästen aufgeteilt ist, die die entsprechenden

Stufe 103 einstellt, vorausgesetzt, daß kein Gitterimpuls Quadranten darstellen. Die Frontplatte jedes Kastens

an dem Blocktor 104 vorliegt. Dadurch, daß die Stufe 5 ist in Form einer durchscheinenden .Scheibe, die eine

103 in ihren EinsteUzustand geschaltet ist, öffnet sie das Anzeige aufweist, ausgebildet, um den jeweiligen Qua-

Übertragungstor 107 und veranlaßt auf diese Weise die dranten durch eine nicht gezeigte, hinter der Platte

^-Zählung, liegende Lampe zu beleuchten. Die Lampe in dem

Falls ein Gitterimpuls vorliegt, würde er lediglich die Kasten, die den Quadranten I anzeigen soll (vgl.

Umschaltung der Stufe 103 so lange verzögern, bis der w Fig. 2), ist in den Ausgangskreis eines mit zwei Ein-

Gitterimpuls endet und dadurch die ebenerwähnte gangen versehenen Und-Tores 122 eingeschaltet. An

Möglichkeit einer Fehloperation verhindert, was auf diese sind als Eingänge eine Verbindung von dem

dem Beginn der ^-Zählung in der Mitte der Gitter- JT-Zähler 51 gelegt, die erregt ist, wenn der Inhalt des

impulse beruht. Zählers negativ ist, sowie eine Verbindung von dem

Der anschließende Impuls VB beim Punkt D (NR 15 F-Zähler, die erregt ist, wenn dessen Inhalt positiv ist.

und S) veranlaßt, daß die Stufe 102 zurückgeschaltet Entsprechende Anordnungen zur Steuerung der ande-

wird und mit ihr die Stufe 103 (mit einer geringen Ver- ren Lampen über die Tore 123 und 125 sind vorge-

zögerung, wenn ein Gitterimpuls das Tor 105 blockiert), sehen.

um das Tor 107 zu schließen und so die Zählung anzu- Falls als X- und K-Zähler einfache Zähler, die Im-

halten. ao pulse über Addier- und Subtrahiereingangswege emp-

In gleicher Weise zeigt die Welle (n) die Impulse VC fangen und die beim Durchgang durch 0 in die Subtrak-

und VD, die die X Zählung zwischen den Punkten C tionsrichtung komplementäre Werte anzeigen, z. B.

(R und NS) und D. (NR und NS) bestimmt. Jeder Im- 999, 998 usw. ohne Vorzeichenangabe, verwendet wer-

puls VC wirkt in gleicher Weise auf die Impulse VA, den sollen, kann die Schaltung von F i g. 10 verwendet

indem die Stufen 111 und 115 in der Weise geschaltet 25 werden, die es dem Zähler ermöglicht, die gemäß der

werden, daß sie das Tor 114 öffnen und auf diese Weise Erfindung erforderliche Information zu liefern. Der

die /-Zählung veranlassen; der nachfolgende Impuls A'-ZählerSl wird als Beispiel genommen.

VD stoppt die Zählung, indem er diese Stufen zurück- Die Addier- und Subtrahierleitungen 131 und 132,

stellt und so das Tor 114 schließt, jedesmal mit einer die von der Stufe 48 über das Übertragungstor 107

kurzen Verzögerung, wenn das Tor 116 oder 117 durch 30 (F i g. 6) kommen, werden über mit zwei Eingängen

einen Gitterimpuls blockiert ist. Wenn der Punkt L versehene Und-Tore 133 und 134 an die Addier- und

nahe am Ende der Abrasterung erreicht wird, veran- Subtrahierwege 135 und 136 des anliegenden Zählers

laßt die Wiederschließung der Kontakte zwischen dem 127 gegeben. Die Leitungen 131 und 132 sind gleich-

ßolzen 68 und dem Anschlag die Anlegung des Rück- falls über zwei weitere Und-Tore 141 und 142 mit den

stellsignals über die Leitung 119. Da an diesem Punkt 35 Wegen 136 bzw. 135 über Kreuz verbunden. Der

die vier bistabilen Stufen in dem Unternetzwerk 91 be- zweite Eingang zu den Toren 133 und 134 erfolgt von

reits in ihrem Rückstellzustand sein sollten, besteht die dem Einstellausgang einer bistabilen Stufe 143, deren

Hauptwirkung des Signals in der-Wiederöffnung des Rückstellausgang die zweiten Eingänge zu den Toren

Tores 73 (sowie in der Erlaubnis für die Stufe 74, den 141 und 142 liefert. Die Stufe erregt die eine oder die

nächsten Zustand der Stufe 72 anzunehmen) und die 40 andere der Ausgangsleitungen 145 oder 146 in Abhän-

Stufe 98 zurückzustellen. gigkeit davon, welche von ihnen in ihrem EinstelN oder

Die Bedingungen für eine im Uhrzeigersinn erfol- Rückstellzustand ist.

gende Abrasterung können leicht durch Verfolgungder Die Leitungen 131 und 132 sind mit den Einstell- und

Wellenformen von F i g. 7 von rechts nach links ermit- Rückstelleingängen der Stufe 143 über mit zwei Ein-

telt werden, beginnend von dem Punkt L¹ aus. Die 45 gangen versehene Und-Tore 147 und 148 verbunden.

Kurven sind in F i g. 8 nochmals gezeigt, und zwar so, Um die zweiten Eingänge zu diesen Toren zu liefern,

daß sie von links nach rechts gelesen werden können. wird dem Zählei 137 eine einfache logische Schaltung

Bei dieser Rotationsrichtung, wiederum durch die 151 zugeordnet, um an beide dieser Eingänge über eine

relative Phase der zyklischen Signale P und Q darge- Leitung 152 ein Alarmsignal zu liefern, aber nur dann,

stellt, wobei dieses Mal Q P vorauseilt, werden die 50 wenn der Zähler auf 0 steht. Die Schaltung 152 kann in

vier Achsenpunkte in der Reihenfolge A, D, B, C Form eines Viel-Eingang-Nand-Tores (nicht gezeigt)

gegenüber A, C, B, D wie in F i g. 7 erreicht. ausgebildet sein mit einer Eingangsverbindung von

Weiter wird die Stufe 72 an jedem Überkreuzungs- jeder Ziffernstufe, derart, daß nur dann ein Ausgang

punkt eingestellt und durch die unscharfe Hinterkante erfolgt, wenn jede Stufe die Ziffer 0 enthält,

,des nächsten Impulses P¹ oder die unscharfe Vorder- 55 Wenn im Betrieb der Zähler auf 0 steht und deshalb

flanke des Impulses ß¹ rückgestellt. Bei erregter Lei- die Tore 147 und 148 alarmiert sind, ist der nächste

tung 76 wird dieses Mal das Tor 84 alarmiert, um die Impuls ein Addierimpuls, der über die Leitung 131

scharfen positiv gehenden Impulse der Welle (A), wie empfangen wird, wobei dadurch das Tor 147 geöffnet

bei Welle (j) gezeigt, weiterzuleiten. Auf diese Weise und die Stufe 143 in ihren EinsteUzustand geschaltet

sieht die Welle(n) genauso aus wie in Fig. 7, wobei 60 wird, wen sie sich nicht bereits schon in diesem

ihre Impulse V nun in der Reihenfolge/), C, gegenüber Zustand befindet. Mit der auf diese Weise erreg-

C, D (wie in F i g. 7), erscheinen und durch die Tore 96 ten Leitung 145 werden die Tore 133 und 134

und 97 an Stelle der 7>>re 94 und 95 weitergeleitet alarmiert< so daß die Leitungen 131 und 132 tatsächlich

werden. Auf diese Weise wird jede y-Zäh!ung nun mit den Addier- und Subtrahierwegen 135 bzw. 136

durch einen Impuls VD gestartet und durch einen 65 verbunden sind. Solange der Zähler nicht auf Ozurück-

Impuls VC angehalten. ' geht, werden die nachfolgenden über die Leitung 131 Wenn es erforderlich ist, daß der durch das Achsen- empfangenen Impulse bei der Zählung addiert und loch eingenommene Quadrant angezeigt wird, kann die solche, die über die Leitung 132 cmpfanj>en werden.

subtrahiert, während die erregte Leitung 145 bewirkt, daß das positive Vorzeichen in der HilfsslufeSl¹ 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 Ausgangsbitung 146 an Stelle der Leitung 145 zu erregen. Mit den nun alarmierten Toren 141 und 142 werden die Leitungen 131 und 132 tatsächlich mit den Wegen 136 und 135 über Kreuz verbunden, so daß jeder Addierimpuls, der über die Leitung 131 ankommt,,auf din Subtrahiereingangsweg 136 durchgeschaltet wird. Auf diese Weise werden Subtrahierimpulse addiert und Addierimpulse subtrahiert, während die Leitung 136 die Stufe 51¹ veranlaßt, ein negatives Vorzeichen zu zeigen. In gleicher Weise können Vorrichtungen für die Zählung der Γ-Impulso vorgesehen werden. Dor·, 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 y-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

xo der y-Zählung bei einem im Uhrzeigersinn erfolgenden Raster vermieden wird, kann die Schaltung von F i g. 6 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

ao einer anderen als der in Verbindung mit F i g. 6 beschriebenen Anordnung liegen würde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

formers (31 bis 33) auf die Zähler (51 und 52) zu Patentansprüche:

1. Koordinatenvermessungsgerät mit einer um 5
ihre Achse drehbaren Welle, die an ihrem freien
Ende mit einem senkrecht zur Wellenachse verlaufenden radialen Arm versehen ist, einer mit dem Die Erfindung betrifft ein Koordinatenyerrnessungs-Arm verbundenen parallel zur Wellenachse gerich- gerät mit einer um ihre Achse drehbaren welle, die an teten Meßsonde, einer Einrichtung zur Festlegung i>» ihrem freien Ende mit einem senkrecht zur WeHenvonA'-und Y- Koordinatenachsen in einer zu dieser achse verlaufenden radialen Arm versehen ist, einer Welle senkrechten Ebene mit der Wellenachse als mit dem Arm verbundenen parallel zur Wellenachse Ursprung, ferner mit Zwei-Richtungs-Zählern, die gerichteten Meßsonde, einer Einrichtung zur Festden Koordinatenachsen X und Y zugeordnet sind, legung von X- und K-Koordinatenachsen in einer zu d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der ra- is dieser Welle senkrechten Ebene mit der Wellenachse diale Arm (16) mit einem in radialer Richtung be- als Ursprung, ferner mit Zwei-Richtungs-Zählern, die wegbaren Wagen (21) versehen ist, an dem die den Koordinatenachsen X und Y zugeordnet sind.
Sonde (22) angebracht ist, daß ein an sich bekannter Es ist ein Vermessungsgerät der vorgenannten Art Meßwertumformer (31 bis 33) vorgesehen ist, um bekannt, bei welchem eine an einem Arm schwenkbar durch einen Impulszug die Größe und Richtung der a.° befestigte Sonde zur Anlage an der Wand der ?u ver-Sondenbewegung längs des Armes (16) von einem messenden Bohrung gebracht wird. Durch Schwenken Bezugspunkt (22') aus zu messen, und daß die Ein- - des Armes erhält man die Meßdaten von zwei auf richtung (41) zur Festlegung der Koordinaten- einem Durchmesser liegenden Punkten, aus denen achsen eine Steuereinrichtung (42,43,44; p, q; r,s;) durch Subtraktion der beiden Daten und Halbierung umfaßt, die Achsenberührungssignale abgibt, wenn 5.5 der Differenz die Lage der Bohrung bezüglich einer die Sonde (22) mit einer der Koordinatenachsen Koordinatenachse errechenbar ist. Danach wird der während der Drehung der Welle (11) zur Deckung Arm um 90" gedreht, und es erfolgt der gleiche Vorkommt, und die ferner Achsenidentifizierungssignale gang in der zur ersten Koordinatenrichtung rechtabgibt, die die Identität und das Vorzeichen der winkligen Koordinatenrichtung. Bei dieser bekannten jeweils vor, der Sonde erfaßten Koordinatenachse 30 Vorrichtung ist somit eine große Anzahl von Operatioangeben, und daß eine logische Schaltung (47) vor- nen zum Erhalten des Meßergebnisses erforderlich, von gesehen ist, die durch die genannten Signale Steuer- denen die meisten sehr sorgfältig vorgenommen werden bar ist, um die Impulse des Meßwertumformers müssen. Die Messung ist daher bei diesen bekannten (31 bis 33) achsenabhängig und vorzeichenabhängig Vorrichtungen umständlich und zeitraubend, und das auf den ^-Zähler (51) und den K-Zähler (52) zu 35 Meßergebnis hängt von der Genauigkeit und Sorgfalt geben. der Bedienungsperson ab.

2. Koordinatenvermessungsgerät nach An- Bei einem weiteren bekannten Vermessungsgerät spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- werden vorgegebene Punkte eines Werkstückes enteinrichtung einen auf der Welle (11) sitzenden und sprechend einem von einem Magnetband abgenommemit dieser umlaufenden optischen Spiegelblock (42) +0 nen Vermessungsprogramm vermessen. Weichen die mit quadratischem Querschnitt in einer Ebene gemessenen Werte von den vorgegebenen Werten ab, senkrecht zur Wellenachse sowie eine Lichtquelle so wird ein Fehlersignal erzeugt. Voraussetzung bei (43) aufweist, deren Licht von den Seitenflächen des diesem Vermessungsgerät ist somit, daß die Lage der Spiegelblockes (42) auf Fotozellen (p, g) reflektiert Bohrung bekannt und auf dem Magnetband gespeiwird, die zyklisch die Achsenberührungssignale +5 chert ist Die Messung der wirklichen Lage einer Bohabgeben. rung bzw. deren Abmessungen, die nicht bekannt sind,

3. Koordinatenvermessungsgerät nach An- ist mit diesem bekannten Gerät nicht möglich,
spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schließlich ist eine Vorrichtung zum Ausmessen Normalebenen zur Achse der Welle (11) liegenden eines fertigen Werkstückes bekannt. Bei dieser Vorrich-Kanten des Spiegelblockes (42) abgeschrägt sind, «0 tung sind in die Bohrköpfe eines Drehkopfes einer so daß Schrägflächen (65, 65', 66, 66') gebildet wer- Mehrfachbohrmaschine an Stelle der.Bohrer Sonden den, die das Licht der Lampe (43) so reflektieren, eingesetzt, durch die bei Drehung des Drehkopfes die daß von zwei weiteren Fotozellen (r, s) die eine oder Maße des Werkstückes aufgenommen werden können, die andere, beide oder keine von beiden getroffen Die Vorrichtung erfordert somit eine Mehrzahl von wird, so daß von den beiden Fotozellen die Achsen- 35 Meßsonden sowie eine der Zahl der Sonden entspreidentifizierungssignale ableitbar sind. chende Anzahl von Meßwertumformem. Außerdem

4. Koordinatenvermessungsgerät nach einem der hängen auch hier die Meßergebnisse von der sorgfältivorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- gen Handhabung des Gerätes ab.

net, daß die logische Schaltung (47) eine Unter- Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zuSchaltung (71) aufweist, welche die Drehrichtung 60 gründe, ein Koordinatenvermessungsgerät anzugeben, der Welle (11) anzeigt. das eine schnelle, genaue und automatische Vermes-

5. Koordinatenvermessungsgerät nach einem der sung von Werkstücken erlaubt.

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Erfindungsgemäß wird dies bei dem eingangs genet, daß die logische Schaltung (47) eine Unter- nannten Kocrdinatenvermessungsgerät dadurch erSchaltung (91) aufweist, die Tore (92 bis 97) enthält, (>s reicht, daß der radiale Arm mit einem in radialer Richferner Verbindungsleitungen, um die Achsenberüh- tung bewegbaren Wagen versehen ist, an dem die rungssignale und die Achsenidentifizierungssignale Sonde angebracht ist, daß ein an sich bekannter Meßan die Tore zu legen, um die Impulse des Meßum- wertumformer vorgesehen ist, um durch einen Impuls-