DE1924426B2 - Lage-messystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein digital arbeitendes Lage-Meßsystem mit einer Lagenmeßvorrichtung, bestehend aus zwei relativ zueinander beweglichen Meß teilen, von denen das erste an einem ersten Maschinenteil und das zweite an einem zweiten Maschinenteil angeordnet ist, wobei das zweite Meßteil mehrere im gleichen Abstand zueinander angeordnete Null-Stellungen aufweist, und das System einen inneren Zähler, dessen digitaler Inhalt eine Koordinate des ersten Meßteiles zwischen zwei Null-Stellungen des zweiten Meßteils darstellt, einen äußeren Zähler und eine Anzeigevorrichtung umfaßt, die vom äußeren Zähler gesteuert den Inhalt des äußeren Zählers anzeigt, und weiterhin ein Konverter, der den digitalen Inhalt des inneren Zählers in Anaiogsignale für die Lagenmeßvorrichtung umwandelt zur Erzeugung eines Fehlersignals in Abhängigkeit von der gegenseitigen Verstellung der beiden Meßteile und in Abhängigkeit von den Analogsignalen, und ein inneres logisches Steuergerät vorgesehen sind, welches ('as Fehlersignal in digitale Impulse umwandelt.

Ein digitaler Sinus-Kosinus-Generator, wie er im Zusammenhang mit F i g. 6 der vorliegenden Erfindung beschrieben und für die Arbeitsweise der Lagenmeßvorrichtung erforderlich ist, ist in seinen Einzelheiten gezeigt in den deutschen Patentanmeldungen P 17 62 408.7 und P 19 56 881.1.

Das Lage-Meßsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einfacher Weise verwendbar bei Meßvorrichtungen und Werkzeugmaschinen, beispielsweise Horizontal- und Vertikalbohrwerken, Lehrenbohrmaschinen, Fräsmaschinen, Schleifmaschinen und Drehbänken. Der bewegliche Maschinenteil

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kann hierbei von Hand oder durch andere Verstell- sehen, die zur digitalen Messung und Anzeige der mittel, wie beispielsweise einen Motor zur Messung Lage eines beweglichen Maschinenteils relativ zu der Abmessungen eines auf der Maschine angeord- einem festen Maschinenteil dient. Während der neten Werkstücks positioniert werden. normalen Arbeitsweise wird der Weg bzw. die VerWenn ein Werkstück auf der Maschine angeordnet 5 stellung gespeichert.

ist und befestigt ist, stimmt die Null-Lage des Werk- Bei der vorgenannten Anzeige wird die Lage eines Stücks, von welcher ab das Werkstück zu vermessen beweglichen Maschinenteils relativ zu einer Bezugsist, meist nicht überein mit der Null-Lage der Lage- Null-Lage eines auf dem anderen Maschinenteil Meßvorrichtung. Obwohl diese Differenz oder Ver- befestigten Werkstücks angezeigt. Hierbei wird eine sctzung gering sein kann, beispielsweise in der io Meßvorrichtung mit einer Vielzahl im gleichen Größenordnung von wenigen Millimetern, wirkt sich Abstand angeordneten Meßzyklen verwendet. Eine diese Versetzung bei genauen Messungen als bc- Bezugslagc in diesen Zyklen wird als sin 0 bezeichnet, trächtliche Fehlcrgröße aus. Wenn diese Null-Lagen- Die Bezugslagc des Werkstücks ist um einen Betrag A differenz jedoch dazu verwendet wird, das bewegliche von einer dieser sin-O-Stcllungen versetzt. Der Inhalt Maschinenteil in richtigen Bezug zur Nullstartlagc 15 eines inneren Zählers, der von der Meßvorrichtung der Lagc-Meßvorrichtung zu setzen, werden die gesteuert wird, stellt die Lage des beweglichen Teils nachfolgenden Messungen genau sein. der Meßvorrichtung zwischen zwei benachbarten Eine für Lage-Meßsysteme gut verwendbare sin-O-Stellungen dar. Ein äußerer Zähler und eine Lagenmeßvorrichtung ist beispielsweise im deutschen Anzeigevorrichtung zeigen die augenblickliche und Patent I 104 601 beschrieben. ao tatsächliche Lage des beweglichen Teils bezüglich

Bei dieser in linearer Weise oder als Drehsystem der Null-Bezugs-Lage des Werkstücks an.
arbeitenden Meßvorrichtung basiert die Messung auf Diese vorbeschriebene Arbeitsweise ermöglicht, eier induktiven Kopplung zwischen den Leitern einer daß bei jeder Verstellung des beweglichen Maschinen-Primär- und einer Sekundärwicklung, die durch einen teils, beispielsweise eines Tasters und des mit ihm schmalen Luftspalt voneinander getrennt sind. Diese 1« verbundenen Teils der Meßvorrichtung, stets die Arbeitsweise ermöglicht eine sehr hohe Genauigkeit richtige Lage des beweglichen Maschinenteils bezügder Messung und Steuerung von linearen oder lieh der Null-Bezugs-Lage eines zu vermessenden winkelmäßigen Verstellungen und Distanzen. Die Werkstücks, das auf dem feststehenden Maschinenteil sonst üblichen Probleme des Ausrichtens und Zählens angeordnet ist, angezeigt wird. Die Null-Bezugs-Lage bei üblichen Mpßmpthnrfcn. insbesondere bei opt»- 30 stellt der. Ausgangspunkt der Messung dar. Es besieht sehen Messungen, werden hierdurch vermieden. also die Aufgabe, ein System der eingangs genannten Es ist ferner ein System bekannt, bei welchem die Art so auszubilden, daß unter Berücksichtigung der Null-Lagendifferenz der Versetzung bestimmt wird Lagen relativ zu den Nullstellungen bzw. Meßzyklen durch Messen der Entfernung der Lage eines beweg- der Meßvorrichtung Meßfehler infolge der Verliehen Meßteils der Lagenmeßvorrichtung innerhalb 35 setzung zwischen dem theoretischen und dem tateines Zyklus zur nächsten Nullstellung. Das beweg- sächlichen Ausgangspunkt der Messung vermieden liehe Meßteil wird ausgerichtet auf die Nullstartlage werden.

des Werkstücks oder auf einen sonstigen dimensions- Bei einem Meßsystem der eingangs genannten Art mäßig festgelegten Punkt. Hierbei zählt ein anfäng- wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, lieh auf Null stehender äußerer Zähler einen Lagen- 40 daß ein erster Speicher vorgesehen ist, der ein Zahlenwert, den ein innerer Zähler aufweist, der bei dieser signal speichert, das dem Abstand des ersten Meßteils Zählung bezüglich seines Inhalts auf Null vermindert in bezug auf einen Meßbezugs-Nullpunkt entspricht wird. Erreicht der innere Zähler den Wert Null, wird und ein Steuergerät während einer ersten Arbeitsdie Zählung unterbrochen, und der Inhalt des äuße- phase dieses Signal dem äußeren Zähler zuführt und ren Zählers zeigt die Stellung des beweglichen Teils 45 während einer zweiten Arbeitsphase den Konverter innerhalb eines Zyklus des Lagenmeßtransformators mit dem inneren Zähler und dem äußeren Zähler an. Dieser Zählerinhalt wird in eine Berechnungs- verbindet, wobei während der zweiten Art „itsphase formel eingesetzt und hieraus der Versetzungswert die digitalen Impulse dei Zählwerte der Zähler um errechnet. Für weitere Messungen ist es erforderlich, einen Wert erhöhen oder vermindern, die der Verdaß das Bedienungspersonal den errechneten Wert 50 Stellung des ersten and zweiten Meßteils zueinander bei weiteren Rechnungen berücksichtigt, die zur entspricht.

Vervollständigung der Meßvorgänge erforderlich In der Einstellphase befindet sich das bewegliche

sind. Meß- oder Maschinenteil in einer Werkstück-Start-

Hierbej besteht die große Gefahr, das bei den lage, wobei die Messung dieser Lage relativ zur

vom Bedienungspersonal auszuführenden Rechen- 55 Null-Bezugs-Lage des Werkstücks gespeichert wird

operationen Fehler vorkommen, die sich als Meß- Sodann mißt das System mit Hilfe der Steuerung

fehler auswirken. In bestimmten Fällen ist es erfor- eines Folgezählers die Lage des beweglichen Teils

derlich, alle Abmessungen nochmals nachzumessen, in bezug auf eine sin-O-Stellung, worauf dann die

bis die Stellung erreicht ist, bei welcher der Fehler Versetzung A enechnet wird. Diese Differenz Λ wird

erstmals auftrat Diese Schwierigkeiten sind beträcht- 60 gespeichert und dient zur Voreinstellung des äußeren

lieh, da derartige Rechenvorgänge stets erforderlich Zählers auf die Werkstück-Start-Lage relativ zur

sind, wenn ein neues Werkstück auf der Maschine Null-Bezugs-Lage des Werkstücks, und dient weiter-

angjordnet wird. hin zur Voreinstellung des inneren Zählers auf die

Benn Lagenmeßsystem gemäß der vorliegenden Werkstück-Start-Lage relativ zu einer sin-O-Stellung Erfindung smd mehrere Arbeitsphasen zu untersche:- 65 Bei der Anzeigephase werden die

den: In einer Einstellphase wird der Weg bzw. die Zähler miteinander verbunden so

Verstellung;anf digitale Weise bestimmt Weiterhin Verstellung des beweglichen M^schinenteilTin eine

ist eme Aufzeichnungs- bzw. Anzeigephasc vorge- neue Lage der äußere Zähler und die

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vorrichtung dazu veranlaßt werden, die neue Lage glieds zum Steuern der Arbeitsfolgen des Systems

anzuzeigen, din in bezug auf die Null-Bezugs-Lage während der Einstell- und Aufzeichnungsphasen,

des Werkstücks gemessen wird. . '.. Fig. 8 eine AusfUhrungsform eines Glieds zum

Die Lagenmeßvorrichtung weist einen feststehen- Bestimmen der Koinzidenz zwischen dem äußeren

den und einen beweglichen Meßteil auf, die mit einem 5 Zähler und den in den Speichervorrichtungen ent-

festebhenden und einem beweglichen Maschinenteil haltenen Zahlen,

verbunden sind, wobei die Lagenmeßvorrichtung ein F i g. 9 die Beziehung zwischen im System erzeug-

Fehlersignal in Abhängigkeit von der gegenseitigen ten Signalen,

Lage der beiden Meßteile und in Abhängigkeit vom Fig. 10 ein Beispiel des Unterschieds zwischen

Eingangssteuersignal erzeugt. io Bezugslagen an Maschine und Meßvorrichtung für

Das Fehlersignal dient zur Bestimmung der Be- eine gewählte Startposition,

wegung des beweglichen Teils der Lagenmeßvorrich- Fig. 11 eine zweite Ausführungsform eines inneren tung über eine bestimmte Zahl von Meßzyklen und (logischen) Glieds gemäß Fig. 7, welches zum Ausüber eine Strecke innerhalb eines Meßzyklus. Auf wählen verschiedener Steuersysteme geeignet ist,
das Fehlersignal ansprechende Schaltmittel erzeugen ts Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Oszillators mit für die Lagenmeßvorrichtung impulsbreitenmodu- variabler Frequenz, gesteuert durch das Fehlersignal lierte Eingangssignale. Die Breite der Signale ist eine des Systems.

Funktion der Lage des beweglichen Maschinenteils Zum Zwecke der Beschreibung werden verschie-

relativ zu dem feststehenden Teil. Weitere Schalt- dene Bezeichnungen eingeführt. Beispielsweise wird

mittel sind vorgesehen, die das Fehlersignal auf Null ao der Zähler zum Steuern der Aufzeichnungsvorrich-

vermindern, wenn die Eingangssignale einen Wert tung als äußerer Zähler bezeichnet, weil er von

erreichen, der der Maschinenlage innerhalb eines einem Bedienungsmann von einem Pult aus über

Zyklus der Lagenmeßvorrichtung äquivalent ist. Schaltelemente steuerbar ist, die als äußere (logische)

Wenn die Größe des Fehlersignals über einen Steuerglieder bezeichnet werden. Der Zähler, der die bestimmten Wert ansteigt, wird die Zählgeschwindig- as Pulsbreite der Lage-Befehlssignale vom Funktionskeit des Systems erhöht auf eine relativ höhere Ge- generator steuert, wird als innerer Zähler bezeichnet, schwindigkeit, so daß alle Zyklen der Lagenmeß- da er für einen Bedienungsmann vom Steuerpult vo -ichtung gezählt werden. Die relativ höhere Zähl- nicht direkt zugänglich ist. Die logischen Steuergeschwindigkeit wird auch während der Einstellphase glieder zum Steuern des inneren Zählers sind als angewandt, um die EinsicH^cii zu vermindern. ss innere Steuerglieder bezeichnet. Andere Teile des

Die Erhöhung der Zählgeschwindigkeit kann be- Systems werden in Abhängigkeit ihrer Beziehung wirkt werden durch schrittweises Verändern der zu den äußeren, inneren und Teilen des Bedienungs-Frequenz eines Zählsignals von einer bestimmten pults bezeichnet.

Frequenz zu einer anderen Frequenz. Es ist weiter- Fig. 1 zeigt in Art eines Blockdiagramms eine

hin möglich, diese Frequenz in Abhängigkeit von 35 Ausführungsform des Systems zum Messen und Auf-

der Größe des Fehlersignals stetig zu erhöhen. zeichnen der Lage eines beweglichen Teils der

Es sind weiterhin logische Schaltmittel vorgesehen, Maschine relativ zu einem festen Maschinenteil längs

die eine Vorzeichenänderung des Fehlersignals einer Achse. Obwohl die Maschinenteile in der

erfassen und die dazu dienen, ein Oszillieren des Zeichnung nicht besonders dargestellt sind, geht die

letzten signifikanten Digits bei der Ablese und An- 40 Beschreibung davon aus, daß die Maschinenteile

zeige zu verhindern. durch die Bezungszeichen für diese Teile der Lage-

Ein Zittern in der digitalen Anzeige wird verhin- Meßvorrichtung dargestellt sind. Die gemessene Lage

den durch Sperren des Zählers nach der erfolgten kann abgelesen und aufgezeichnet werden, wie in

Erfassung einei Vorzeichenänderung des Fehler- der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

signals, das von der Meßvorrichtung abgeleitet ist, 45 der Erfindung aufgezeigt, oder sie kann m anderen

und in dem man das Pehlersignal zwischen » + « Ausführungsformen zum Erstellen eines Lochstreifens,

und » « oszillieren läßt, während das bewegliche Betätigen einer Schreibmaschine, Auslösen einei

Teil in Ruhestellung sich befindet. Computertätigkeit usw. verwendet werden. Obwohl

In der folgenden Beschreibung sind Ausführungs- ein System zum Messen der Lage des Teils längs bebpkle der Erfindung an Hand von Zeichnungen 50 finer Achse gezeigt ist, können setbstverständlicr

beschrieben; in der Zeichnung zeigt "»Rahmen der Erfindung auch noch wettere System«

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform für jede Achse oder Welle der Maschine vorgesehen

der Erfindung, ^sein·

F i g. 2 eine Ausführungsform eines im System Der innere Systemteu umfaßt einen Impuls-Genera verwendeten Zeit- und Bezugszählers, 55 tor 1 und einen Bezugszähler 2. Der Generator um

F i g. 3 eine Ausführungsform einer Vergleichs- der Zähler sind im Detail in F i g. 2 dargestellt. De

einrichtung (eines logischen Komparator») zum Impuls-Generator erzeugt ein Signal CK mit eine

Determinieren der Koinzidenz zwischen dem Bezugs- Frequenz von beispielsweise 4 MHz. Das Signal kam

zähler und dem internen Zähler, die Form einer Rechteckswelle haben.

F i g. 4 eine Ausführungsform einer Dekade eines 60 Der Bezugszähler 2, der drei Dekadenzähler 185

im System verwendeten Zählers, 186 und 187 umfaßt, liefert Signale zu den Zähl

Fig.5 eine Vektordarstellung der Beziehungen Signalen in jeder Dekade mit 1, 2, 4 und 8 binär

zwischen den zum Erzeugen von Signalen dienenden verschlüsselten Dezimalleitern B, C, D für die Einer Ci

Impulsen, welche trigonometrische Funktionen sind, Zehner T und Hunderter der Zählungen proportiona

Fig. 6 eine Ausrunrungsform eines inneren Steuer- 65 sind. Die Tausender-(rA)Stufe 188, die ein Flip-Flq

glieds zum Steuern des inneren Zählers und Funk- 189 (vgl. Fig. 2} umfaßt, erzeugt ein binäres Aus

tionsgenerators während der Arbeitsweise des Systems, gangssignal, z.B. jedesmal, wenn tausend Impuls

Fig. 7 eine Ansfuhrungsform eines äußeren Steuer- des Generators am Eingang des Zählers 185 angc

$ ίο

kommen Sind. Die Zählsignale von jeder Dekade des¹ Hunderter von irn äußeren Zähler 4 gezählten RCT-

Bezügszählers 2 werden im Komparator 3 verglichen Impulsen darstellen. . ^:

mit korrespondierenden Zählsignaien von jeder Ein Beispiel eines typischen Dekadenzählers, dei

Dekade- des inneren Zählers 4. Die Signale vom ais Dekadenstufe; des inneren Zählers verwendet

inneren Zähler4 sind proportional zur Zählung im ^l!5 werden köiirjtb, ist im Zusammenhang mit Fig.'4

inneren Zähler 4. Das Zählsignal zum Steuern der gezeigt und beschrieben.' ·■ ■' '

ZäMurig¹ im inneren Zähler! wird in Förrh von Der inneVe Zähler 4^; erhpfängt Ci/„-Signale'voni

Zählimpulsen R, C, T in der Leitung 178 durch das äußeren Steuerglied 9 zum' Einstellen der^Zähiurigen

inheireSteueYgHed S erzeugt als Funktion eines' Lage- am Ausgang* auf Null und ferner via innere Logik $

Fehlirsignals, das im einzelnen im Zusammenhang i'<i ein i//D_x-SignaI vom äußeren Steuerglied 9, welches

mit F i g. 4 beschrieben wird. die Zähleinrichtung des Zählers 4 während des Ein-

Das 4-MHz-Signal CK wird am Eingang 6 des stellens steuert.

Bezugszählers 2 aufgenommen und in Signale unter* Der Komparator 3, der. vier Komparatotstufen 195; teilt, die Frequenzen von beispielsweise 2 kHz¹ und 196, 197' und Ϊ90 umfaßt, vergleicht die Zählsignale 200 kHz erzeugen. Das 2-kHz-Signal liefert eine ii vom Bezugszähler 2 mit den Zählsignaien vom mne¹ BasiS'Zählrate für das System und das 200*kHx- ren Zähler 4. Der Komparator 3 umfaßt auch Tor-Signal eine erhöhte Zählrate, wie im folgenden be* schaltungen zum Umkehren der inneren Zählung in schrieben wird. Bei der beschriebenen Ausführungs- ein ^Kompleirlent, bövor diese mit dir Bezugsform sind die Zählzyklen des Bezugszählers 2 auf* zählung (vgl. Vig. 3) verglichen wird. Außerdem geteilt in 2000 gleiche Teile, d. h., der Bezugszahlei^J2 Sri sind Schaltglieder vorgesehen zum Umkehren der zählt 2000 Impulse pro Zählzyklus. Ein Beispiel 1, 2, 4, 8-Eingänge vom Bezugszähler unter Erzeueines Zählers, der auf einfache Weise zur Verwen* gung der T, 2, ?, 8-Signale, zürn Vergleich mit gedung als eine Dekade des Bezugszählers modifiziert eigneten Signalen vom äußeren Zahler,
werden kann, und zwar durch solches Einstellen des Ein Beispiel einer Komparatorstufe für den Hunldgischen Glieds, daß immer hinzugezählt wird, ist »$ derter-Vergleich ist in Fig. 3 gezeigt. Wenn immer in F i g. 4 gezeigt. Mit anderen Worten, das logische die Zählung des inneren Zählers 4 mit der Zählung Glied kann so ausgeführt sein, daß es die Dekaden des Bezügszählers 2 übereinstimmt, dann werden eines Zählers zwingt, 2000 Impulse vor der Rück- positive Koinzidenz-Signale + TU (Zehner und führung zu zählen. Der im Zusammenhang mit Einer), + TH (Tausender) und + H (Hunderter) F i g. 4 beschriebene Zähler ist ein reversibler Zähler, 36 erzeugt als Eingangssignaie zum Funktionsgenerator d. h., er kann nach oben und nach unten zählen. 10. Die Tl/-Leitungen sind miteinander verbunden.

Die zwei 2-kHz- und 200-kHz-Signale sind über was eine Frage der Konstruktion ist, da die Zehner

die Leitungen 7 bzw. 8 mit dem inneren Steuerglied 5 und Einer Koinzidenzsignale gemeinsame Eingänge

verbunden. in die Torschaltung am Funktionsgenerator 10, wie

Obwohl der Tausender-Komparatorkreis 190 als 35 in Fig. 6 gezeigt, bilden.

Teil des Komparator 3 angesehen ist, kann dieser Wann immer das 9-Komplement der Zählung im

in einer besonderen Ausführungsform auch mit inneren Zähler 4 mit der Bezugszählung überein-

anderen Kreisen des Systems verbunden bzw. von stimmt, werden negative Koinzidvnzsignale - TU

anderen Kreisen dargestellt sein. In ähnlicher Weise (Zehner und Einer) - TH (Tausender) und - H

kann die Tausender-Zählstufc des binären Zählers 40 (Hunderter) erzeugt als F.ingangssignale zum Funk-

191 mit den Ausgängen A und ~Ä, obwohl diese als tionsgenerator 10. Die 7"t/-Leiter sind aus den

Teil des inneren Zählers 4 angegeben ist, auch als obengenannten Gründen miteinander verbunden.

Teil eines anderen Kreises gebildet bzw. geschaltet Die positiven und negativen Koinzidenzen werden

sein. hier im allgemeinen als Koinzidenzen in den +«-

Obwohl in der Beschreibung eine Kombination 45 und - n-Kanälen bzw. Leitungen beschrieben. Die

eines binären und eines binärkodierten numerischen Koinzidenzsignale sind in F i g. 5 durch Vektoren

Dezimalsystems mit entsprechenden Schaltkreisen graphisch dargestellt.

verwendet wird, liegen selbstverständlich auch andere Der Funktionsgenerator 10 verwendet die Koinzinumerische Systeme innerhalb des Rahmens der denzsignale in den + n- und - η-Kanälen zum

Erfindung. Beispielsweise können durchweg ein 50 Erzeugen bzw. Entwickeln von pulsbreiten Signalen,

binärer numerischer Code und eine dazugehörige die trigonometrische Funktionen repräsentieren und

geeignete Schaltung verwendet werden. die an die Eingangswicklungen der Lage-Meßvorrich-

Im Rahmen des speziellen beschriebenen Aus- tung 11 weitergeleitet werden, welche Vorrichtung

führungsbeispiels hat der innere Zähler 4 eine Zähl- einen Lage-Meßtransformator, wie er in der zum kapazität, die einem Zyklus der Lage-Meßvorrichtung 55 Stand der Technik genannten Patentschrift beschrie-

11 äquivalent ist, so daß seine Zählung die Lage ben ist, umfaßt.

des beweglichen Maschinenteils relativ zu derjenigen Die Pulsbreite des Signals vom Funktionsgenerator

des festen Maschinenteils in einem Zyklus der Meß- 10 ist bestimmt durch den Abstand der Koinzidenzvorrichtung repräsentiert. Der feste und der beweg- signale, - η und + n, von einer Bezugslage. Bei der

liehe Maschinenteil sind durch die mit den Bezugs- 60 gezeigten Ausführungsform repräsentieren die Signale

zeichen 13 und 12 versehenen festen und beweglicher. Sinus- und Kosinusfunktionen, die mit S und C an

Teile der Lage-Meßvorrichtung II dargestellt. den Eingangsleitungen zur Lage-Meßvorrichtung 11

Der innere Zähler 4 umfaßt drei reversible Deka- angedeutet sind.

denzähler 192, 193 und 194 zum Zählen in binär- Die Lage-Meßvorrichrung II umfaßt einen beweg-

kodierten Dezimalen und einen Zähler 191 zum 65 liehen Teil 12, der beispielsweise längs einer A^-Achse

Zählen von echten Binärzahlen; jeder der Dekaden- m verschiedenen Positionen verstellbar bzw. einstell-

zihler 192, 193 und 194 erzeugt Ausgangssignale Λ, bar ist, sowie einen festen Maschinenteil. Wie oben

B, C, D und ~Ä, Έ, C, 25, welche Einer, Zehner und angedeutet, bedeuten die Bezugszeichen 12 und 13

11 ' 12

den beweglichen und den festen Maschinenteil. Der in Fig. 7 beschrieben jZtfrri Erzeugen von

bewegliche Teil 12 kann Mehrphasenwicklungen um- C//D„-Impulsen verwendet. '.n.\

fassen, wie ein Paar mehrpolarer Primärwicklungen, Das Ausgangssignal wird ferner auch durch einen

die räumlich phasenverschoben sind. Der feste Teil 13 Zweiwegegleichrichter 19 zum Erzeugen eines Fyev

der Vorrichtung kann einen kontinuierlichen Leite* "5 quenzsteüersignals Es geschickt: Das Signal· hat e'iift

umfasse^ der eine mehrpolare Sekundärwicklung Gleichspannung, deren Wert eine Funktion der

der Vorrichtung 11 bildet. De)· Teil 13 ist mit einerrt Amplitude des Eingangssignals ist und es· wird, wie

festen Maschinenteil verbunden, wie beispielsweise in F i g. 6 beschrieben, zum Ändern der Ziihlgeschwra*

dem (nicht gezeigten) Rahmen der Maschine. ^ digkeit von einer Frequenz-zu einer anderen¹ als

Der bewegliche und der feste Teil 12 und 13 der io Funktion ihrer Größe verwendet. Zweiweggleich··

Lage-Meßvorrichtung 11 können entweder linear richter und die damit verbundenen Schaltungen sind

oder kreisförmig (z. B. zum gegenseitigen Verdrehen an sich bekannt. Das innere Steuerglied 5 umfaßt

geeignet) ausgebildet sein, abhängig von der jeweili- Flip-Flops und Torschaltungen (vgl. Fig. 6) zum

gen Anwendungsart des Systems. Abhängig von den Erzeugen von ÄCT-Zählimpulsen als eine Funktion

Anwendungsfällen kann entweder die eine oder die tj der Signale e. Es und der Zeit CK. Die erzeugten

andere Form vorgezogen werden. RCT-Impulse werden als Funktion der Änderung

Bei solchen Lage-Meßvörrichtangen 11 ist be^ des Vorzeichens des Fehlersignals e gehemmt bzwi

kännt, daß die Lage des beweglichen Teils 12 gegen- unterdrückt, um eine Oszillation der letzten sighi-

üi>er dem festen Teil 13 dureft' die relative Verstellung fikahten Zahl bzw. Stelle bei' der Aufzeichnung

der Sekundärwicklung gegenüber der Primärwicklung β· auf der Aufzeichnungsvorrichtung 21 zu ver»

dargestellt werden kann. Die Verstellung wird als in meiden.

elektrischen Graden gemessener Winkel dargestellt. Die Erzeugung von /iCT-Impulsen wird durub

Das bedeutet, daß der Abstand von drei aufeinander* Torschaltungen im inneren Steuerglied S synchron!·'

folgenden Leitern der Sekundärwicklung einem siert als Funktion der Einer-Vergleichssignale ACT

Zyklus von 360 elektrischen Graden entspricht, was »5 und ACV Von den Einerdekaden 185 und 192 des

beispielsweise einem linearen Abstand von etwa Bezugszählers 2 und des inneren Zählers 4. Die

5 mm (0,2 Zoll) gleichkommt. Eine Zählung des Synchronisierung ist, wie in F i g. 7 im einzelnen

inneren Zählers 4 entspricht einer Bewegung von beschrieben, nötwendig, um Zählfehler zu vermeiden,

etwa 0,0025 mm (0,0001 Zoll). Weitere logische Torschaltungen innerhalb des inne>-

Dcr Sinus Umkehrschalter 14 hai 4-- und - -Posi-30 ren Steuerglieds 5 erzeugen ein C//D„-Signal zum tionen zum Umkehren der Polarität des Sinussignals Steuern der Zählrichtung des inneren Zählers 4 und in die Lage-Meßvorrichtung 11. Durch Umkehren des äußeren Zählers 20 über das äußere Steuerglied 9. der Schaltposition kann eine positive Zahl entweder Der Zustand des t//D„-Signals und deshalb der durch eine Maschinenbewegung nach links oder nach Zählrichtung wird durch Signale UID_x und SfU_x rechts repräsentiert werden, abhängig von einer 35 gesteuert, die im äußeren Steuerglied 9 während der Bezugsangabe, beispielsweise auf dem Werkstück Eingabe- bzw. Erzeugungsphase erzeugt werden, (wie in Fig. 11 angegeben). Der Minus( )-Eingang sowie durcn das Vorzeichen des Fehlersignals e, zum Umkehren der Polarität des Signals ist mit dem welches während der normalen Ablese- bzw. Auf-Funktionsgenerator 10 verbunden, wenn der Schalter zeichnungsphase die Richtung des Positionsfehlers 14 geschlossen ist. Der Schaltarm IS des Schalters ist, 40 angibt.

wie gezeigt, mit der Erde verbunden, um ein Die Frequenz der KCT-Imp-lse in der Leitung 178

relativ niedriges oder negatives Eingangssignal kann von 2 kHz, 200 kHz geändert werden als

zu erzeugen, wenn der Schalter 14 in der unteren Funktion der Arbeitsweise oder der Größe des

Stellung ist. Fehlersignals, wie durch Es angegeben.

Ein Vorverstärker 16 ist zwischen dem beweglichen 45 Ein 2-MHz-Zählsignal wird zur Verwendung Teil der I .age-Meßvorrichtung und dem Filter 17 durch das äußere Steuerglied 9, wie im Zusammenzum Verstärken des Fehlersignals von der Lage- hang mit F i g. 8 beschrieben, erzeugt.
Meßvorrichtung 11 angeordnet. Im Filter 17 werden Das äußere Steuerglied 9 umfaßt einen Zähler alle Oberschwingungen mit Ausnahme des im System (Zähler 134, Fig. 8), der in diesem Fall mit einer verwendeten Grundfrequenzsignals ausgefiltert. Solche 50 Geschwindigkeit von 2 MHz zählt, sowie damit verFilter und Vorverstärker sind an sich bekannt und bundene Torschaltungen und Flip-Flops, zum brauchen deshalb nicht beschrieben zu werden. Das Steuern der Reihenfolge der Operationen des Systems im Filter vom Vorverstärker empfangene Fehlersignal während der Eingabe- und der Ablesephase. Das wird in ein sinusförmiges Signal umgewandelt, dessen äußere Steuerglied 9 erzeugt £//D_r-Signale zum Amplitude eine Funktion des Unterschieds zwischen 55 Steuern der Zählrichtung des äußeren Zählers 2t der Befehlslage, dargestellt durch Sinus- und Ko- als Funktion der Richtung der Bewegung des bewegsinussignale vom Funktionsgenerator 10, und der liehen Maschinenteils 12, repräsentiert durch der tatsächlichen Lage des beweglichen Glieds 12 in Zustand des l//D_o-Signals. Zur Aufzeichnungs- bzw einem Zyklus der Meßvorrichtung 11 ist. Wiedergabevorrichtung 21 wird ein Plus-Mirus-

Das Ausgangssigna] aus dem Filter 17 wird zum 60 Signal auf einer mit ± gekennzeichnet Leitung

einen durch einen Phasendetektor 18 zum Erzeugen zugeführt, zur Wiedergabe des Vorzeichens der in

eines Gleichstromfehlersignals e geschickt. Das Feh- äußeren Zähler 20 enthaltenen Zahl. Die Aufzetch

iersignal hat eine Polarität, die eine Funktion der nungsvorrichtung 21 ist mit dem äußeren Zähler 21

Richtung des Fehlers in der Position zwischen dem verbunden, z. B. m einer Baueinheit

beweglichen und dem resten Masd.inenglied ist. 65 Im äußeren Steuerglied 9 wird ein Rückstellsigna

Solche Phasendetektoren und die damit verbundenen RS zum Rückstellen des äußeren Zählers 20 und ei

Schaltungen zum Erzeugen von Gleichspannungen CL„-SignaI zum Rückstellen des inneren Zahlers >

sind an sich bekannt. Das Fehlersignale wird, wie erzeugt ._:,i

7 7 C₁ 7

13 14

. r Das äußere Steuerglied 9 wird noch genauer im Die Anzeigevorrichtung 21 kann 6 Anzeigeröhren

Zusammenhang mit F i g. 8 beschrieben. mit kalter Kathode für sechs Dezimalen und eine

Ein Wählschalter 24 umfaßt Stellungen für Auf- Vorzeichenanzeigeröhre mit kalter Kathode umfas-

zeichnung RO und Wiedergabe SU zum Steuern der sen, die geeignete Dekodier- und Antriebsstromkreise

Arbeitsweise des Systems. Die mit RO und SU be- 5 zum Umwandeln des binär kodierten Dezimalausgangs

zeichneten Leitungen steuern Torschaltungen (151, BCD vom äußeren Zähler 20 in die Dezimaianzeigen

152 in F i g. 8 gezeigt) im äußeren Steuerglied 9, je für die Anzeigevorrichtungen umfassen. Andere Vor-

nachdem, wie der Schaltarm 198 des Wählschalters richtungen, wie in den Beispielen im Zusammenhang

24 eingestellt ist und außerdem abhängig von ande- mit den Speichervorrichtungen 22 und 23 aufgezeigt,

ren, weiter unten beschriebenen Bedingungen. Der _l0 könnten ebenfalls innerhalb des Rahmens der Erfin-

Schaltarm ist mit Erde .verbunden, damit er ein rela- dung verwendet werden.

tiv geringes Eingangssignal zu den Torschalrungen Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Wähl-151 und 152, wie in F i g. 8 gezeigt, zuführt. schalter 24, Rückstellschalter 25, Drehschalter für die ■ Ein Rückstellschalter 25 ist mit dem äußeren Speichervorrichtungen 22 und 23 und Anzeigevor-Steuerglied 9 verbunden zum Zurückstellen des äuße- 15 richtung 21 in einem ("^:cht gezeigten) Schaltpult sen Zählers 20 und der Anzeigevorrichtung 21 auf montiert. Wie oben angedeutet, muß das oben beNull, wenn eine neue Bezugslage eingestellt werden. schriebene System in einer den Maschinenachsen entsoll, und zum Einstellen beim Begmn einer Operation. sprechenden Zahl vorhanden sein, mit Ausnahme des Der Schalter 25 kann ein Druckknopfschalter sein, Generators 1 und des Bezugszählers 2, die für mehder am (nicht gezeigten) Bedienungspult angeordnet ao rere Systeme gemeinsam vorgesehen sein können, ist, zum Erzeugen einer elektrischen Spannung an . Fig. 2 zeigt eine Ausfühningsform des Impuls- <hicht gezeigten) Vorrichtungen innerhalb des Deka- Generators 1, der einen Kondensator 26 umfaßt, der denzählers 134 (F i g. 8) zum Einstellen der Vorrich- eine Ladungsstrecke von Erde über den Widerstand tungen auf Null. Der Eingang zum äußeren Steuer- -27 und das Potentiometer 28 zur Quelle V aufweist, glied 9 vom Rückstellschalter 25 ist mit CL be- 35 Der Kondensator 26 hat eine gemeinsame Verbinzeichnet. dungsleitung zur Diode 29 und zur Torschaltung 30.

Dt: äußere Zähler 20 umfaßt sechs reversible De- Alle Torschaltungen, die in F i g. 2 gezeigt sind, sind

kartenzähler des Typs wie im Zusammenhairq; mit vom Nand-Typ.

F i g. 4 gezeigt und beschrieben. Die 1-, 2-, 4- und 8- Der Kondensator 31 hat eine Ladungsstrecke von

(binär-kodierten Dezimal)-Ausgangsleitungen von 30 der Erde über den Widerstand 32 und das Potentio-

jeder Stufe sind mit den korrespondierenden Dekaden meter 28 zur Spannungsquelle V. Der Kondensator

der Anzeigevorrichtung 21 verbunden. Zur Verein- 31 ist zwischen der Diode 33 und der Torschaltung

fachung ist nur eine Linie in der Zeichnung verwen- 34 eingeschaltet. Der Ausgang von der Torschaltung

det zum Darstellen der Ausgangsleitungen 199 bis 34 ist mit dem Eingang der Torschaltung 35 ver-

204 von den vier Stufen jeder Dekade. Das bedeutet, 35 bunden.

daß vier Leitungen zwischen jeder Dekaue und einer Der Ausgang der Torschaltung 35 ist mit dem Einstelle (1 bis 6) der Anzeigevorrichtung 21 vorgesehen g£uig der Torschaltung 36 verbunden, welche Impulse sind. mit einer Frequenz von 4 MHz zum Bezugszähler 2

Ferner sind die Ausgangsleitungen 199 bis 204 des liefert. Wenn der Ausgang der Torschaltung 36 hoch

Zählers 20 mit den entsprechenden 1, 2, 4 und 8- ₄₀ liegt, aber auch, wenn der Ausgang der Torschaltung

Klemmen der Speichervorrichtung 22 verbunden, 35 tief liegt, wird die Diode 29 abgeschaltet und der

welche die Startnummer oder -position des Werk- Kondensator 26 über seine Ladungsstrecke geladen.

Stücks speichert. Die Ausgangsleitungen sind ferner Wenn die Ladung etwa VIl erreicht hat, dann wird

verbunden mit der Speichervorrichtung 23, welche der Ausgang der Torschaltung 30 tief geschaltet, und

die Nummer der Verstellung oder Versetzung spei- 45 der Kondensator 31 entlädt sich. Der Ausgang der

chert, wie sie während des Einsteilens, wie im folgen- Torschaltung 34 wird jetzt hoch- und der Ausgang

den einzeln beschrieben, festgestellt wird. der Torschaltung 35 tiefgeschaltet, so daß sich der

Die Koinzidenzleiter PS und OS von den Speicher- Kondensator 26 entleert.

vorrichtungen 22 und 23 versorgen das äußere Steuer- Die Lade- und Entladefolge der Kondensatoren 26

glied 9 mit Signalen, weiche die Koinzidenz zwischen 50 und 31 wird wiederholt zum Erzeugen eines Zeit-

der Zählung am äußeren Zähler 20 und den gespei- signals, welches beispielsweise eine Frequenz von

cherten Zahlen zu geeigneten Zeiten während des 4 MHz hat. Zum Erzeugen eines Zeitsignals mit einer

Einsteilens anzeigen. maximalen Trennung zwischen den Impulsen und

Die zusätzliche Speichervorrichtung 23 mag vier einer minimalen Pulsbreite werden zwei Kondensator-Drehschalter umfassen, die mit den letzten signifikan- 55 schaltungen verwendet.

ten Dekaden (3 bis 6) des Zählers und den letzten Der in F i g. 2 ebenfalls gezeigte Bezugszähler 2 signifikanten Zahlen (3 bis 6) der Anzeigevorrichtung umfaßt drei fiCD-Dekadenzähler 185, 186 und 187, 21 verbunden sind. Die Speichervorrichtung 22 für die in Serie geschaltet sind zum Zählen der Zeitden Werkstückstart mag sechs Drehschalter (vgl. bei- impulse von der Torschaltung 36 und zum Erzeugen spielsweise Fig. 9) umfassen und einen Signalschal- 60 der 1-, 2-, 4-, 8-Ausgangssignale jeder Dekade, die ter, der mit geeigneten Dekaden des äußeren Zählers Einer, Zehner und Hunderter der empfangenen Zeit-20, dem äußeren Steuerglied 9 und der Anzeigevor- impulse aufzeigen. Der Bezugszähler 2 umfaßt auch richtung 21 verbunden ist. Der Signalschalter ± ist ein Tausender-Flip-Flop (Th) 189, das mit der Hunmit dem äußeren Steuerglied 9 über eine Leitung 205 derterdekade 187 in Reihe geschaltet ist zum Ändern verbunden. Es können auch andere Speichervorrich- 65 des logischen Zustandes jeweils nach tausend Zeittungen, welche Relais, Festkörperschaltelemente, impulsen. Der Q- oder 1-Ausgang des Flip-Flops Computerspeicher, Bänder usw. umfassen, innerhalb wird als ein Tausenderkomparatorsignal RTh im des Rahmens der Erfindung verwendet werden. Funktionsgenerator verwendet. Der andere Ausgang/!

A>

15 / ^w 16

in der Leitung 7 wird als 2-kHz-Basis- oder Bezugs- (Zehner. Einer) des Bezugszählers 2 und des inneren

frequenzsignal verwendet. Ein Beispiel des Bezug:- Zählers 4 erforderlich sind.

signals ist in Fig. lü gezeigt und mit R bezeichnet. Der Komparatorkreis 190 für die eine Tausenderin Fi g. 10 ist auch eine Darstellung der Zählfolge 2' zählung ist im Funktionsgenerator 10 enthalten. f als Sägezahnsignal gezeigt. Ein Signal in der Leitung 8 5 obwohl er auch im Komparator 3 zusammen mit dem t (F ig. 1). welches'die erhöhte Zählgeschwindigkeit anderen Komparatorkreis, wie im Zusammenhang oder Frequenzrate von 200 kHz repräsentiert, kann mit Fig 1 beschrieben, enthalten sein könnte.
vom A -Ausgang der zweiten oder Zehner-(T)-Dekade F i 2. 4 zeigt eine Ausführungsform eines reverdes Zär.lers~l86 abgenommen werden. sihlen" ßCD-Zählers 206, die als Dekade der im j Die Ausgänge der Dekaden 185, 186, 187 und io Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Zähler 188 des Bezugszählers 2 sind mit dem Komparator 3. verwendet werden kann. Beispielsweise können sechs wie in Fig T gezeigt, verbunden. solcher Zähler zum Ausführendes äußeren Zählers Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Kompa- 20 verwendet werden, und drei Zähler, von denen ratorkreises im Komparator 3 zum Vergleichen der jeder Ausgänge A, B, C. D und A. B. (T, D (wie Ausgangssignale einer Dekade des Bezugszählers 2 i₅ gezeigt) aufweist, könnten mit einem Flip-Flop, wie und des inneren Zählers 4. Der gezeigte Schaltkreis beispielsweise Flip-Flop 189 der Fit.. 2. zum Ausumfaßt Torschallungen, die im einzelnen im folgen- führen des inneren Zählers 4 verwendet werden. Die j den Abschnitt beschrieben werden, zum Vergleichen Q- und Q-Ausgänge der //ί-Fiip-Flops 52 bis 55 der Hunderterzählung H im Bezugszähler 2 mit der repräsentieren B-, C-, D-bits 1, T, 2, 2, 4, 3, 8, 8. j Hunderterzählung und dem Neun-Komplement der ₂₀ Die Nand-Torschaltungen 56 bis 59 steuern die Hunderterzählung im inneren Zähler 4. Flip-Flops 52 bis 55, wenn die Dekade nach oben Die BCD-Auslänge Von der Hunderterdekade 194 zählt, und die Nand-Torschaltuugen 60 bis 63 steuern im inneren Zähler 4 (Fig. 1) sind mit A, B, C, D die Flip-Flops 52 bis 55, wenn der Dekadenzähler und ~A~, Έ, Γ, Ό bezeichnet, während die Ausgänge 206 nach unten zählt. Die t//D-Eingänge zur Nandvon der korrespondierenden Dekade 187 des Bezugs- 25 Torschaltung 64 determinieren, ob der Dekadenzäh ;ers 2 durch die Nummern 1,2,4 und 8 (F i g."l) zähler zum Nach-oben- oder Nach-unten-Zählen einbezeichnet sind. Das Glied 38, welches vier Nand- gestellt ist. Im Falle des Zählens nach oben wird der Torschaltungen umfaßt, kehrt die 8-, 4-, 2-, 1-Aus- niedrige Eingang der Torschaltung 34 durch die gänge des Bezugszählers 2 um, so daß die T-, 2-, 3- Nand-Torschaltung 68 umgekehrt, so daß die Dekade unü 8-Ausgänge auch zum Vergleich erhältlich sind. 30 zum Nach-oben-Zählen eingestellt ist. Für den Fall. Die Umkehrtorschaltungen 38 könnten als Teil des daß der Eingang zur Torschaltung 64 niedrig ist, ist Bezugi zähler") 2 angeordnet sind, oder beide !ogi- der Ausgang hoch, und der Dekadenzähler 206 ist sehen Zustände könnten aus den Dekaden, weiche auf Abwärts-Zählen eingestellt. Jedes der Flip-Flops den Bezugszähler 2 bilden, entnommen werden. 52 bis 55 kann auf Null zurückgestellt werden durch Die Kombinationen der Nand-Torschaltungen 39 35 ein /?5-Signal, das durch den Rückstellschalter 25 bis 42 führen ausschließlich Nor-Schaltungen zum erzeugt wird, wenn der Dekadenzähler 206 Teil des Vergleichen der internen Zählung mit der Bezugs- äußeren Zählers 10 ist, oder sie können zurückgezählung. Wenn die Übereinstimmung zwischen allen stellt werden durch das Rückstellsignal CL_r, wenn Eingangsleitungen von den Hunderterdekaden beider der Dekadenzähler 206 Teil des inneren Zählers 4 ist. Zähler vollkommen ist, dann erscheint am -"-//-Aus- 40 Die Eingangsimpulse zum Dekadenzähler 206 gang ein 1 -Wert. werden auf der Leitung 69, die mit RCT oder CRY IN Die Kombinationen der Nand-Torschaltungen 43 bezeichnet ist. empfangen. Die Dekade könnte die bis 46 bilden eine Exklusiv-Nor-Schaltung zum Ver- erste Stufe entweder des äußeren Zählers 20 oder des gleichen des 9-Komplements der inneren Zählung inneren Zählers 4 sein und deshalb zum Empfangen mit der Bezugszählung aus. Das 9-Komplement der 4^ der /?CT-Impulse geeignet sein, oder sie könnte eine Zählung wird erreicht durch logische Verarbeitung Folgestufe eines der Zähler 20 oder 4 sein und desgewisser Ausgänge des inneren Zählers 4, wie weiter halb zum Empfang der Führungs- oder Trägerunten beschrieben. impulse CRY geeignet sein.

Die And-Torschaltung 47 in Kombination mit der Die Nand-Torschaltungen 70, 71, 72 und 73 er-Nand-Torschaltung 48 ergänzt das bedeutsamste 50 zeugen eine geeignete Ausgangsspannung zum Schalbzw, signifikanteste Bit D des inneren Zählers 4. ten oder Kippen der Flip-Flops 52 bis 55 des Deka-Nand-Torschaltungen 49 und 50 in Kombination mit dcnzählers 206 von einem Zustand in den anderen, der Nand-Torschaltung 51 ergänzen das nächst signi- Die Nand-Torschaltung 73 versorgt die nächste fikante Bit C des inneren Zählers 4. Das ß-Bit ändert (nicht gezeigte) Dekade mit einem Trägerimpuls sich in seinem ergänzten Zustand nicht, und das 55 CRYOUT.

/1-Bit wird ergänzt durch Umkehr der Eingänge der In der gezeigten speziellen Ausführungsform ist Kombination der Nand-Torschaltungen 46. Deshalb die Und-Torschaltung 76 hinzugefügt worden, um wird, anstatt A mit I, wie in der Torschaltungs- festzustellen, wann der Dekadenzähler 206 eine Nullkombination 42, zu vergleichen, Ά mit T, wie in der zählung hat. Die Fähigkeit des Feststellens der NuIl-Nand-Torschaltungskombination 46, verglichen. 60 stellung wird vom äußeren Steuerglied 9 zum Deter-Wenn der Fall der Koinzidenz zwischen der Be- minieren der Einstellung des C//D_x-Signals, wie in zugszählung und dem 9-Komplement der //-Zählung Fig. 7 beschrieben, verwendet. Weitere Einzelheiten eintritt, dann erscheint der logische 1-Wert im Aus- sind im Zusammenhang mit Fig. 7, auf welcher das gang des —//-Kanals. Beide, der + H- und -H-Am- äußere Steuerglied 9 dargestellt ist, beschrieben und gang sind mit dem Funktionsgenerator 10 ver- 6s gezeigt.

bunden. Wenn man annimmt, daß der Dekadenzähler 206

Obwohl nur ein Komparatorkreis gezeigt ist, liegt zurückgestellt ist und das Verhältnis UID groß ist,

es auf der Hand, daß weitere Kreise für jede Dekade dann bewirkt ein am Eingang des Flip-Flops 52

17 18

empfangenes Signal, daß der Q-Ausgang hoch einge- zugsstellung um ein zusätzliches Intervall von 100

stellt wird. Kein anderes Flip-Flop würde eingestellt versetzt.

werden, da die Nand-Torschaltungen 56 bis 59 durch Der Funktionsgenerator 10 dient zum Erzeugen

die Nulleinstellung der Flip-Flops 52 bis 55 vor dem von pulsbreiten analogen Signalen, welche Sinus- und

Empfang des ersten Signals daran gehindert würden. 5 Kosinusfunktionen darstellen als Funktion der Zäh-

Auf Grund des Empfangs des nächsten Eingangs- lungskoinzidenz zwischen dem Bezugszähler 2 und signals wechselt der Q-Ausgang am Flip-Flop 52 sei- dem inneren Zähler 4. Die pulsbreiten Signale können Zustand von hoch auf niedrig. Der Ausgang der nen als Lagebefehlssignale für die Lage-1-.Ießvorrich-Torschaltung 56 ist hoch und stellt dabei den Aus- tung 11 angesehen werden. Eine Ausführungsform gang der Torschaltung 70 auf niedrig ein beim Emp- io des Funktionsgenerators ist in der deutschen Offenfang des nächsten Impulses des Generators 1 {RCT legungsschrift 1 956 881 beschrieben,
oder CRYIN) zum Einstellen des Q-Ajsgangs vom Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des inneren Flip-Flop 53 auf »hoch«. Steuerglieds 5 einschließlich Hemm- bzw. Sperrglied

Die Zählfolge wird fortgeführt, bis der Dekaden- 108 zum Sperren oder Intätigkeitsetzen der Undzähler 206 die Zählung 9 enthält, zu welcher Zeit der 15 Torschaltung 104, abhängig davon, ob das Fehler-Ausgang der Nand-Torschaltung 59 niedrig gestellt signal e das Vorzeichen als Ergebnis der letzten Anwird. Der nächste Zählimpuls stellt dann den Q-Aus- derung der inneren Zählung gewechselt hat.
gang des Flip-Flops 55 auf niedrig und erzeugt einen Angenommen, das Fehlersignal der vorhergehen-Übertrag-Ausgung von der Nand-Torschaltung 73 auf den Zählung war beispielsweise positiv. Daraus folgt, die nächste (nicht gezeigte) Dekade. ao daß die I//D-Leitung vom Flip-Flop 104 hoch einge-

Wenn alle Q"-Ausgänge hoch sind und dabei die stellt ist. Wenn das nächste Fehlersignal sich von

Nullbedingung ZD anzeigen, ist die Nand-Torschal- positiv auf negativ ändert, dann wird die U/D-Lei-

tung 74 auf niedrig gestellt und die Nand-Torschal- tung von der hohen auf die niedrige Einstellung

tung 75 auf hoch. Wenn eine Nullbedingung für eine wechseln.

vorhergehende Dekade festgestellt wird, wie durch as Die Und-Tors':haltung 106, welche einen Teil des

ein hohes Signal im ZD-/N-Leiter angezeigt, ist der exklusiven (bzw. alleinigen) Nor-Kreises 107 umfaßt,

Ausgang ZD-OUT der And-Torschaltung 76 zu einer erhält Eingangssignale von g-Flip-Flop 107 und der

nachfolgenden Stufe hoch. Q/D-Leitung. Die Und-Torschaltung 109 erhält Ein-

F i g. 5 ist ebe Vektordarstellung koinzidierender gangssignale vom Ausgang Q des Flip-Flop 108 und

Signale oder Impulse, wobei +n und —n von den 30 der 77/25-Leitung.

Komparatorkreisen des Systems (vgl. Fig. 1 bis 3) Da die t//D-Leitung hoch eingestellt war zum

erzeugt werden. Empfang des letzten Fehlersignals, wird Q" niedrig

Der Kreis (360°) repräsentiert einen Zyklus des sein und Q hoch. Wenn die i//D-Leitung als Ergeb-

Bezugszählerc 2, der mit der Bezugsposition »Null« r.is des Wechsels des Fehlersignals nach unten geht,

beginnt. Beim angenommenen Beispiel ist der Kreis 35 clann wird der Ausgang des Nor-Kreises 107 niedrig

in 2000 gleiche Intervalle geteilt, so daß jedes Inter- sein und der Ausgang der Und-Torschaltung 104 ge-

vall oder jede Zählung gleich ist einem Winkel, ge- sperrt sein.

messen von der Bezugslage. Zum Beispiel wäre dann Wenn die Eingangssignale der Torschaltungen 106

eine Zählung auf »1« im inneren Zähler 4 gleich und 109 ihre Vorzeichen nicht gewechselt haben,

einem Winkel von 0,18°. Mit zunehmender Zählung 40 wird der Ausgang des Nor-Kreises 107 hoch sein,

würde der von der Zählung dargestellte Winkel sich und die And-Torschaltung 104 wird in der Lage

mitvergrößern. sein, dem nächsten ÄCT-Impuls zum Leiter 178 wei-

Die von den Vektoren repräsentierten Impulse terzugeben von der Und-Torschaltung 110 des den

sind auf beiden Seiten der Bezugsstellung in gleichem RC7"-Impuls erzeugenden Glieds 111. Es ist zu be-

Abstand angeordnet, um Fehler, die durch uner- 45 merken, daß die Torschaltung 110 auch ein Eingangs-

wiinschte Phasenverschiebungen im System verur- signal von der Nand-Torschaltung 118 empfängt,

sacht sind, zu eliminieren. Phasenverschiebungen im welche selbst den 7/_v-Impuls von der Und-Torschal-

System veranlassen beide Impulse zu einer Verschie- tung 137 (F i g. 8) umkehrt. Dadurch ist gesichert

bung in derselben Richtung relativ zur Bezugslage. daß die ÄCT-Impulse irrtümlich nicht zur selben

Im Ergebnis bleiben deshalb die Impulstrennung und 50 Zeit auftreten, zu der der biquinäre Zähler 134 fort-

daher auch die Befehlslage (befehlsgemäße Position) schaltet.

die gleichen. Zusätzliche Methoden zum Erzeugen Der Ausgang von der Und-Torschaltung 114 kippt von Wellenformen, die dem Sinus bzw. Kosinus ana- das Flip-Flop 108 derart, daß seine Q- und £7-^Aus" log sind und die an einem zum beschriebenen Ver- gänge die Zustände der UID- und 77/D-Leitungen anfahren alternativen System anwendbar sind, sind in 55 zeigen zu der Zeit, da der letzte ÄCT-Impuls erzeugt der USA.-Anmeldung Ser.-Nr. 645 161, angemeldet wurde.

am 12. Juni 1967, für einen Digital-Analog-Um- Das ÄCJ-Glied 111 umfaßt eine Und-Torschalwandler enthalten. tung 112 zum Kippen des Flip-Flops 113. Der Aus-Andere Signa'.e oder Impulse, die durch die gang des Flip-Flops 113 steuert den Ausgang des Vektoren — η + 500, +η + 500, — η + 1000, 6o Flip-Flops 114. Der Ausgang ~Q vom Flip-Flop 114 +λ + 1000, — η + 1500, +« 4- 1500 dargestellt erzeugt ein Eingangssignal für die Torschaltung 110. sind, werden ebenfalls vom Funktionsgenerator 10 Der andere Eingang kommt vom Q-Ausgang des erzeugt. Durch geeignete Auswahl der Impulse kön- Flip-Flops 113.

nen Pulsbreiten, die zu Signalen analog sind, erzeugt Der ^-Eingang ist mit der Erde verbunden. Der

werden, welche trigonometrische Funktionen in ver- 65 Q~-Ausgangsleiter vom Flip-Flop 113 ist mit Bezugs-

schiedenen Kreisquadranten beschreiben. zeichen 210 bezeichnet, und der /-Eingangsleiter zum

Obwohl in F i g. 5 nicht dargestellt, ist, wie in Flip-Flop 113 ist mit Bezugszeichen 211 bezeichnet.

Fig. 10 gezeigt, jedes Pulsbreitensignal von der Be- Die das Auslösen bewirkende Eingangsleitung zum

Il

19 20

Flip-Flop 114 ist mit Bezugszeichen 213 bezeichnet. sels der -»-Zählung erzeugt werden, dann wird die Der auslösende Eingang zum Flip-Flop 113 ist mit — n-Zählung auch in die entgegengesetzte Richtung zusszeichen 212 bezeichnet. Der Ausgang der Tor- gewechselt. Beide Zählungen werden synchron geschaltung 112 ist hoch eingestellt beim Empfang wechselt bzw. geändert, und es werden grobe Zähleines Zeitsignals CK, der 2-kHz- oder 200-kHz- 5 fehler vermieden.

Impulse vom hoch eingestellten Q-Ausgang des Flip- Es sei als spezielles Beispiel angenommen, daß der Flops 113. Der ^-Ausgang des Flip-Flops 113 ist innere Zähler 4 zum Zurückzahlen von einer Zählung hoch e^:r.gestellt durch den Ausgang des Frequenz- 0001 eingestellt ist. Die U/25-Leitung sei hoch eingesteuerkreises 115. stellt. Wenn der Bezugszähler 2 eine Zählung 1 entWenn das Fehlersignal unterhalb einer gewissen io hält bzw. durchführt, dann ist der Ausgang von der Amplitude ist, dann ergibt das relativ niedrige Fre- Exklusiv-Nor-Torschaltung 107 hoch eingestellt, und quenzsignal 2 kHz das Eingangssignal zum Flip-Flop wenn der Bezugszähler 2 eine Zählung 2 enthält, 113. Wenn jedoch die Amplitude einen vorgegebe- dann ist der Ausgang niedrig eingestellt. Wenn der nen Wert überschreitet, dann wird das Signal mit Ausgang niedrig eingestellt ist und unter der Anrelativ hoher Frequenz, 200 kHz, erzeugt. Das Hoch- »5 nähme, daß der Ausgang vom Nor-Kreis 107 nicht frequenzsignal wird auch während der Einstellphase gesperrt ist, dann wird von der Torschaltung 104 ein erzeugt. Wie in den Fig. 12 und 13 angezeigt, kön- ÄCT-Impuls zum Absenken der inneren Zählung um nen durch Ändern des Glieds bzw. der Schaltung die J abgeschlossen.

Zählsignale, welche höhere Frequenzen haben, zum Wenn jedoch der inne-i Zähler 4 zum Nach-oben-Anheben der Arbeitsgeschwindigkeit des Systems ao Zählen von einer Zählung von 2 eingestellt war, verwendet werden. dann würde der Nor-Ausgang hoch eingestellt sein Am Flip-Flop 114 ist auch ein Eingangssignal vom beim Empfang des nächsten folgenden 1 CT-Impul-Synchronisierkreis 116 vorhanden. Das Flip-Flop 114 ses vom Bezugszähler 2 und der ÄcT-Impuls würde wird ausgelöst durch das Signal vom Synchronisier- von der Torschaltung 104 beim Empfang des nächkreis 116 zum Abschließen eines ÄCT-Impulses, 25 sten folgenden l-CT-Impulses abgeschlossen, wenn das Synchronisiersignal von hoch auf niedrig Bei Verwendung des 10-Komplements an Stelle schaltet als Funktion der Zählrichtung des inneren des 9-Komplements würde keine ungerade Parität Zählers 4 und der Beziehung zwischen den Eingangs- zwischen den -n- und + /(-Zählungen existieren, und Signalen 1 CT und 1 CV vom Bezugszähler 2 und es wäre möglich, aufeinanderfolgende Koinzidenzen vom inneren Zähler 4. 30 für einen Kanal herauszufinden und Koinzidenzen Der Synchronisierkreis 116 umfaßt den exklusiven im anderen Kanal, abhängig von der Richtung in Nor-Kreis 117 mit den Eingängen 1 CT und 1 CV; welcher der innere Zähler 4 zählt, vollständig auszudieser erzeugt einen hohen Ausgang, wenn beide Ein- lassen.

gänge übereinstimmen. Wenn beide Eingänge nicht Der Frequenzsteuerkreis 115 umfaßt die Nand-

übereinstimmen, ist der Ausgang niedrig. Der Aus- 35 Torschaltung 125, welche SU_x und ES-(Fehlergröße)

gang wird umgekehrt durch die Nand-Torschaltung Signale vom äußeren Steuerglied 9 bzw. dem Gleich-

120 Die exklusive Oder-Schaltung 126 erzeugt einen richterkreis 19 empfängt.

hohen Ausgang am Flip-Flop 114, wenn seine Ein- Gewöhnlich ist das 5t/_v-Signal während der Eingänge 77/77 und 120; U/D und 117 nicht übereinsthn- Stellphase niedrig eingestellt und in der übrigen Zeit men, und einen niedrigen Ausgang, wenn die Ein- 40 hoch eingestellt. Das £5-Signal ist normalerweise gänge übereinstimmen. Die Eingänge UID und 77/D hoch eingestellt und ist dann niedrig, wenn der Wert werden durch das Flip-Flop 105 erzeugt, dessen aus- bzw. die Größe des Fehlersignals einen vorbestirnmlöüender Eingang 184 mil der Erde verbunden ist, so ten Wert überschreitet.

daß seine Q- und (7-Ausgänge durch das Freigabe- Wenn eines der Signale niedrig ist, dann liegt am

signal C und das Voreinstellsignal P von der Nand- 45 Ausgang der Torschaltung 125 eine hohe Spannung

Torschaltung 207 bzw. der Und-Torschaltung 209 an, und die Nand-Torschaltung 126 liefert das Signal

gesteuert sind. mit der höheren Frequenz 200 kHz an das Flip-Flop

Die Nand-Torschaltung 207 ist zum Teil gesteuert 113 duich die Nand-Torschaltung 127.

durch die Nand-Torschaltung 209, die das Fehler- Wenn beide Eingangssignale zur Torschaltung 125

signal e (Vorzeichen) empfängt und mit dem Ein- 5° hoch eingestellt sind, d. h. unter hoher Spannung

gang der And-Torschaltung 208 verbunden ist. liegen, dann läuft das Signal mit der niedrigeren

Deshalb sind, wenn man ein Sperren des Aus- Frequenz durch die Nand-Torschaltungen (Nand-

gangs vom Nor-Kreis 107 nicht annimmt, die RCT- Gatter) 128 und 127 zum Flip-Flop 113.

Impulse bei Koinzidenz zwischen 1 CT- und 1 CV- Während eines Teils der Einstellphase ist es not-

Zählungen erzeugbar, wenn der innere Zähler 4 nach 55 wendig, die Zählrichtung des inneren Zählers 4 vom

oben zählt, und bei Anti-Koinzidenzen zwischen den äußeren Zählglied 9 zu steuern. Das logische Gliec

Zählungen, wenn der innere Zähler 4 nach unten 129 (F i g, 6) liefert ein Ausgangssignal UID_n zurr

zählt. Andernfalls wäre es möglich, weitere Überein- Steuern des inneren Zählers 4 sowohl während dieses

Stimmungen beim Nach-oben-Zählen festzustellen Teils der Einstellphase als auch während des Nor·

und solche Übereinstimmungen beim Nach-unten- ^6o malbetriebs.

Zählen zu verfehlen und deshalb falsche Daten zu Wenn das 5(/_v-Signal während der Einstellphasi

erzeugen. niedrig eingestellt ist, dann ist der Ausgang von de

Es ist festzuhalten, daß die -n oder 9-Komplement- Nand-Torschaltung 138 hoch. Der Ausgang von de

Zählung eine umgekehrte bzw. entgegengesetzte Po- Nand-Torschaltung 133 ist ebenfalls hoch. Die Tor

larität oder Parität gegenüber bzw. zur +η-Zählung ⁶5 schaltung 132 ist deshalb hoch eingestellt, wenn da

hat. Wenn beispielsweise der innere Zähler 4 eine 1 Signal UID_x hoch ist, und erzwingt eine Aufwärts

zählt, dann wäre das 9-Komplement 1998. Wenn im zählung. Wenn UID_x niedrig ist, dann ist die Nand

Ergebnis KCT-Impulse zum Durchführen des Wech- Torschaltung 131 hoch eingestellt und die Nand

21 22

Torschaltung 132 niedrig, nämlich für eine Zählung Der Spannungssteuer-Oszillator 205' kann eine

nach unten. spannungsempfindliche Kondensatorvorrichtung um-

Während des Normalbetriebs ist SU_x hoch, so daß fassen, die auf das Steuersignal ES abgestimmt ist.

UID_n der Einstellung der t//D-Lettung vom Flip- Solche Steueroszillatoren sind an sich bekannt.

Flop 105 über die Nand-Torschaltung 133 folgt. 5 Wenn der Wert des Fehlersignals ES über einen

¹FIg-Il zeigt eine Modifikation des· inneren vorgegebenen Wert ansteigt, dann kann der Schalter,

Steuergtieds 5, welches im Zusammenhang mit Fig. 6 anstatt vom 200-kHz-Signal direkt auf das 1-MHz-

beschrieben' Wurde.' Die Ausführungsform· gemäß Signal umzuschalten, eine solche Frequenz aufwei-

Fi g. ΊI sieht die Möglichkeit des Umschaltens von sen, die als Funktion des vergrößerten Fehlersignals

einer Basisfrequenz von 2 kHz. auf 1 MHz anstatt io innerhalb eines Bereichs von angenommenen 200 kHz

von 2 auf 200 kHz vor. Der Frequenzsteuerkreis 115 bis 1 MHz ansteigt. Die Frequenz des Ausgangs-

von F i g. 6 ist im wesentlichen der einzige Teil von signals wäre dann eine Funktion der Größe des

Fig. 6, der geändert ist. Der geänderte Frequenz- Steuersignals.

stcuerkreis besitzt das Bezugszeichen 115'. F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform des äußeren

Die Flip-Flops 113' und 144' sind zu den Flip- »5 Steuerglieds bzw. der äußeren logischen Schaltung 9,

Flops 113 und 114 (Fig. 6) identisch, mit der Aus- welche einicn biquinären Zähler 134 mit in Reihe

nähme, daß die Flip-Flops auf verschiedene Art und geschalteten Dekadenzählern B, C, D und Λ umfaßt.

Weise zurückgestellt werden, so daß die Steuerung Die Nand-Torschaltung 135 erhält ein RUckstell-

dufch Synchronisierung des logischen Steuerkreises signal CL vom Rückstellschalter 25 (Fig. 1) zum

116 über die Hinterflanke des WCT-Zählimpulses »<> Einstellen des Zählers 134 auf eine Zählung »neun«,

aufrechterhalten wird. Andererseits wird das RCT- welche die normale Zähleranzeige anzeigt. Der Rück-

Sigrlat durch das 1-MHz-Signal abgeschlossen an stellschalter.25 wird auch vor Beginn der Einstell-

Stelle durch das Ausgangssighal vom Synchronisier- phase, wie oben beschrieben, gedruckt bzw. betätigt,

kreis. Von den Leitungen 212' und 213' werden Zwei MHz-Zählimpulse laufen durch die Torschal-

Kippimpulsc zu den Flip-Flops 113' und 114' ge- »5 tung 136 ais Funktion der Zählung im Zähler 134.

führt. Der Ausgang (? des Flip-Flops 113' liefert ein Diese Kippimpulse zum Zähler 134 gelangcen an die

Eingangssignal an die Torschaltungen 112, 207 und ß-Dekade anstatt zur Λ-Dekade zum Bedienen des

208. wie in Fi g. 6 gezeigt. Der Eingang / zum Flip- biquinären Zählers 134.

Flop !!3 liefert auch Eingangssignal zu denselben Vier Signale, deren logischer Status bzw. Zustand

Torschaltungen 112, 207 und 208. 30 eine Funktion der Zählung ist, umfassen Eingangs-

Die Nand-Torschaltung 126' schaltet das 1-MHz- signale zur Und-Torschaltung 137, deren Ausgang

Zeitsignal zur Und-Torschaltung 127'unter denselben mit der Und-Torschaltung 136 verbunden ist. Wenn

Bedingungen wie die Nand-Torschaltung 126 das die Eingänge zur Und-Torschaltung 137 alle hoch

200-kHz-Zeitsignal zur Nand-Torschaltung 126 ge- eingestellt sind, dann kann das 2-MHz-Signal durch

schaltet hat. Das Einstellsteuersignal SU_x liefert ein 35 die Torschaltung 136 hindnurchgelangen. Das 2-MHz-

Eingangssignal zu den Nand-Torschaltungen 128' und Signal wird für das gegebene Beispiel zum Zuführen

126' und zur Nand-Torschaltung 20Γ. von Zählimpulsen zum Zähler 134 zum Verhindern

Das f.S-Signal. welches ein vergrößertes Fehler- einer Interferenz zwischen dem biquinären Zähler

signal anzeigt, liefert ein Eingangssignal zu den Nand- 134 und anderen Zählern 22 des Systems verwendet.

Torschaltungen 128' und 126' wie obeen im Zusam- 4° Seine Zählgeschwindigkeit ist somit wesentlich schnel-

menhang mit Fig.fi beschrieben. Das 2-kHz-Be- ler als die maximale Geschwindigkeit, bei welcher

zugssignal R liefert ein Eingangssignal zur Nand-Tor- die anderen Zähler zählen können. Das 2-MHz-

schaltung 128'. Signal wird durch die Nand-Torschaltungen 215' und

Während der Einstellphase liefert das 200-kHz- 216'. die in F ι g. 6 gezeigt sind, erzeugt, und zwar

Zeitsignal ein Eingangssignal zur hinzugefügten Tor- 45 als Antwort auf ein 1 -CT-Signal und das Signal von

schaltung 202'. welches durch das SC/_t-Signal durch der Und-Torschaltung 110.

die Nand-Torschaltung 201' gesteuert ist. Die Nand-Torschaltungen 138, 139, 140 und 141 Die Nand-Torschaltung 127 wurde durch die Und- (Fig. 7) kehren den (logischen) Zustand der Am-Torschaltung 12T ersetzt. Der Ausgang von 127' zu- gange von den Zählerdekaden Uta, am geeignete sammen mit dem Ausgang Q des Flip-Flops 114' 50 Eingangssignale für das Dekodierglied bzw. die Destellen das Flip-Flop 113' über die Nand-Torschaltung kodierschaltung des äußeren Steuerglieds bzw. des 204' zurück. Der Ausgang von der Und-Torschaltung äußeren Steuerkreises 9, wie in den folgenden Ab-127' übere die Nand-Torschaltung 203' liefert eben- sätzen beschrieben, zu erzeugen, falls ein Signal zum Eingang J des Flip-Flop 113'. Zu Beginn des Betriebs des Systems wird der so daß der nächste Zeitimpuls, nachdem die Tor- 55 Rückstellschalter 25 zum Einstellen des Zählers 134 schaltung 203' sich hoch einstellt, den Ausgang Q auf eine Zählung von 9 oder den Zähleranzeigeauf 1 stellt. Wenn der Ausgang Q des Flip-Flops 113' modus bzw. die Zähleranzeigerphise gedruckt. Darniedrig ist, dann ist das Flip-Flop 114' zurückgestellt aufhin beginnt der Zähler 134, wenn der Phasen-Die übrigen Teile der Ausführungsform gemäß schalter die Einstellphase einnimmt, eine Folgezäh-F i g. 6 bleiben unverändert. 6° lung zum Vervollständigen der Einstellphase.

Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm einer gegenüber Die Dekodierschaltung umfaßt eine Nand-Tor- Fig. 11 modifizierten Ausfühnmgsform. Der Span- schaltung 142 zum Dekodieren der Zählungen 0

nungssteuer-Oszulator 205 {VCO) empfängt das Si- und S zum Erzeugen eines Rückstellsignals CLn zum

gnal ES als ein Steuersignal und liefert ein Aasgangs- inneren Zähler 4. Die Torschaltung 142 erhält Einsignal / mit variabler Frequenz. Im Betrieb kann das «5 ggsnale von den Nand-Torschaltuagen 138,1?9

Ausgangssignal zum Ersetzen des l-MHz-Eingangs- und 140, ebenso wie ein Auswerte-Eingangssignal

signals zur Nand-Torschaltnng 126' der Fig. U ver- von der Torschaltung 136 über die Diode 155. Dieses

spendet WcfdcB. Ausweriesignai veiiit Störsignaie und folglich

ein unrichtiges Dekodieren, die beim Dekodieren der Zähler 0 und S auftreten können. Das Ausgangssignal der Torschaltung 142 erzeugt auch ein Eingangssignal zur Und-Torschaltung 144. Die Und-Torschaltung 144 erhält die dekodierten Zählungen 0, 2, 5_; 7 und das CL-Signal vom Druckknopfschalter 25 zum Erzeugen eines Rückstellsignals CL_x, welches zum äußeren Zähler 20 geht Die Torschaltung 144 erhält Eingangssignale von der CL-Leitung, der Tor-

und den Torschaltungen 138 und 158 erhält. Bei den Zählungen 1 und 8 wird der Zustand des PS-Signals durch die Torschaltung 149 umgekehrt. Bei Koinzidenz ist das Ausgangssignal hoch und die Torschallung 137 ebenfalls hoch eingestellt. Es kann eine neue Zählung im Zähler 134 vorgenommen werden.

Das Offset-Koinzidenz-Signal OS erzeugt ein Eingangssignal zur Nand-Torschaltung 150. Das Zählerschaltung Ϊ42~ und der Torschaltung 143. Die Tor- io aufzeichnungssignal RO erzeugt ein Eingangssignal schaltung 143 erhält Eingangssignale von der Tor- zur Nand-Torschaltung 151, und das Einstellsignal SU schaltung 140 und direkt von der C-Stufe des Zäh- erzeugt ein Eingangssignal zur Nand-Torschaltung lers 134. 152. Wenn der Zähler 134 bis zu korrespondierenden

Das Sl/j-Signal in die innere Steuerschaltung 5 dekodierenden Zählungen gezählt hat, werden diese kommt direkt von der D-Stufe. Es ist hoch eingestellt 15 Torschaltungen 150, 151, 152 durch den Zustand bei den Zählungen 4 und 9. Im übrigen ist es niedrig der Eingangssignale gesteuert, eingestellt und zeigt dabei die Einstellphase an. Die (logische) Schaltung 216 erzeugt tZ/D^-Signale

Die Richtung, in welcher der innere Zähler 4 und ± -Signale wie oben beschrieben, während gewissere Perioden der Einstellphase zählt, Die {//D^-Steuerschaltung umfaßt /K-Flip-Flops

wird durch das UD_X-S\gna\ von der Torschaltung »o 146 und 147, welche Kippeingänge von der RCT-145 gesteuert, welche auch ein Voreinstellsignal zum Leitung und von der Und-Torschaltung 158 auf-Flip-Flop 146 und ein Rückstellsignal zum Flip-Flop weisen. Die Und-Torschaltung 158 erhält Eingangs-147 der UID_x -Steuerschaltung erzeugt. Die UID_x- signale von der Und-Torschaltung 159 und von der Steuerschaltung steuert die Richtung, in welcher der ÄCr-Leitung. Die Und-Torschaltung 159 ist hoch äußere Zähler 20 zählt. Die Nand-Torschaltung 145 »5 eingestellt, wenn der äußere Zähler 20 die Nullist mit dem CL_t-Ausgang der Torschaltung 144 über bedingung ZD erfüllt und wenn der Ausgang der die Diode 130 gekoppelt, um sicherzustellen, daß die Nand-Torschaltung 151 hoch eingestellt ist, d. h. ein I-ählrichtung des inneren Zählers 4 nicht irrtümlich hohes Spannungsniveau aufweist, während einer Rückstelloperation eingestellt wird. Die Nand-Torschaltungen 160 und 161 steuern

Bei der Zählung 4 ist die Nand-Torschaltung 151 30 die ± -Anzeigen der Anzeigevorrichtung 21. Die niedrig eingestellt, da die ΛΟ-Leitung hoch eingestellt Nand-Torschaltung 161 kehrt den Ausgang der ist. Die Nand-Torschaltungen 153 und 154 sind hoch Nand-Torschaltung 160 um. Die Nand-Torschaltung eingestellt, so daß die Nand-Torschaltung 148 niedrig 162 erhält ein Eingangssignal von der Torschaltung und die Nand-Torschaltung 145 hoch ist. Als Ergeb- 159 und erzeugt ein niedriges Eingangssignal für die nis der niedrigen Einstellung der Torschaltung 148 35 Einstell-Torschaltung 160, wenn im äußeren Zähler wird das Flip-Flop 147 hoch voreingestellt und das 20 eine Null-Bedingung vorherrscht. Zu den übrigen Flip-Flop 146 zurückgestellt. Zeiten werden die +-Torschaltungen 160 ma 161

Dei Zustand der i//D„-Leitung während der Zäh- durch den Zustand des 0-Ausgangs vom Flip-Flop lung 4 wird zum Ausgang der i//D_x-Leitung geleitet. 167 als eine Funktion des Zustands der t//D„-Leitung so daß der äußere Zähler 20 dem inneren Zähler 4 40 und des Durchgangs des äußeren Zählers 20 durch folgt. Wie im folgenden beschrieben wird, zählen die Null und deshalb von einer Zählrichtung in eine

Zähler 4 und 20 während der Zählung 4 die Absetzungs- bzw. Versetzungszahl (offset-Zahl). Aus diesem Grund muß der äußere Zähler 20 dem inneren Zähler 4 folgen.

Die Nand-Torschaltungen 149. 150, 151 und 152 dekodieren jeweils Zählungen von 1 und 8, 6, 4 und 9. Jede der Torschaltungen 149 bis 152 erhält geeignete Eingangssignale zum Bewirken der Deko-

andcre gesteuert. Ein Signal in der mit ZD bezeichneten Leitung zeigt an, wann der Zähler 20 auf Null steht.

Die Nand-Torschaltung 163 kehrt das Signal ir der U D„-Leitung um und erzeugt ein Ausgangssignal zum K-Eingang des Flip-Flops 146, der Nand-Torschaltung 164 und der Nand-Torschaltung 165. Wenn die t//D„-Leitung von der inneren Steuer

dierung. Beispielsweise erhält die Nand-Torschalttmg so schaltung S zum Nach-oben-Zählen hoch eingestellt 149 ein Signal von der Nand-Torschaltung 158, «st, dann stellt die Nand-Torschaltung 166 die Nand welche Eingänge von den Nand-Torschaltungen 156 Torschaltung 167 hoch ein. Wenn die l//D,,-Leitunf nnd 157 aufweist. Die Torschaltungen 156 und 157 niedrig eingestellt ist zum Nach-unten-Zählen, dam erhalten Eingangssignal direkt von der A- und stellt die Nand-Torschaltung 165 die Torschaltun] C-Stufe und von den umgekehrten Ausgängen der 55 167 niedrig ein. Der Ausgang von der Nand-Tor C- und A -Stufe des Zählers 134. schaltungJ62 ist hoch. Es wird angenommen, dal

Da der Zählerinhalt beim Start des Teils ein Plusoder Minus-Zeichen aufweist, wird der innere Zähler 4 durch ÄCT-Impulse von dem inneren Steuerkreis bzw. der inneren Steuerschaltung 5 veranlaßt, daß er während der Zählungen 1 und 8 bei einer negativen Zahl aufwärts und bei einer positiven Zahl abwärts zählt. Während der Zählung 6 zählen beide Zähler 4 nnd 20 aufwärts.

Das Koinzidenzsignal PS, das die Startlage des Ss Flip-Flop 147 steuert das Vorzeichen der Anzeige Teils beschreibt, erzeugt ein zusätzliches Eingangs- vorrichtung 21, wie oben angedeutet, signal zur Nand-Torschaltung 149, welche außerdem Während des normalen Anzeige- bzw. Aufzeich

' Ie von der B-Stufe des Zählers 134 nungsbetriebs im Zustand der Zählung 9 des bi

309 535/22

das Flip-Flop 147 sich im Znstand der logischen Ein befindet, so daß sein Q-Ausgang hoch und seil ^-Ausgang niedrig eingestellt ist

Die Nand-Torschaltungen 164, 168 nnd 169 steu ern zusammen mit den Torschaltungen 158' und 15! das Flip-Flop 147, so daß der Zustand der UID_x Leitung abhängig vom Zustand der £//D_B-Leitun| geändert bzw. gewechselt wird. Der Ausgang Q von

quinären Zählers 134 wird der t//D„-Zustand durch die Schaltung zur £//D_x-Leitung weitergegeben. Dies rechtfertigt die Annahme eines —-Eingangs zur Torschaltung 1S4, so daß die Torschaltung 148 vorher das Flip-Flop 147 während der Zählung 8 einstellt. Wenn durch die Torschaltung 159 eine (logische) Null während des Nach-unten-Zählens festgestellt wird, veranlaßt der nächste RCT-Imp\i\s das Flip-Flop 147 zum Kippen und zum Umdrehen der relativen Richtung (Zählrichtung) des äußeren und des inneren Zählers.

Beispielsweise seien während einer Meßoperation der innere Zähler 4 und der äußere Zähler 20 zum Nach-unten-Zählen eingestellt. Wenn das Werkstück (durch das Bezugszeichen 214 A in Fig. 10 repräsentiert) eine Nullstellurs einnimmt, kann es not-

wendig sein, einen Taster (dargestellt durch das Bezugszeichen215 in Fig. 11) auf dem beweglichen Maschinenteil zu bewegen, beispielsweise durch Null zu bewegen, ohne die Richtung der Maschinenbewe-

s gung umzukehren. Der äußere Zähler 20 hat einen ± -Anzeiger 21', so daß er durch Null zählen kann, während der innere Zähler nach oben oder nach unten zählt. Der Schaltkreis 216, der im vorangehenden Abschnitt beschrieben wurde, dient zum Um- kehren der Zählrichtung und des Vorzeichens des äußeren Zählers 20, wenn eine Null-Bedingung aufgespürt wird. Auf diese Weise vergrößern sich die angezeigten Dimensionen mit dem Vorzeichen ± auf jeder Seite von Null. Eine Zusammenfassung der

is Dekodieroperation während der Einstellphase ist im folgenden in Tabelle I gezeigt.

Tabelle I

Biquinär-ZähJer ABCD	Dekodierte Zählung	CLn und CLx (innerer und äußerer Zähler zurück gestellt)
0 0 0 0	0	PS-Signal, in den äußeren und in den inneren (auf wenn + und nieder, wenn —) Zähler eingezählt
0 10 0	1	CLx
0 0 10	2	keine Tätigkeit
0 110	3	Servo (äußerer Zähler mit dem inneren Zähler in Zählung und Richtung verbunden)
0 0 0 1 (errechnete und angezeigte Offset- Zahl; der Bedienungsmann stellt die Offset-Zahl auf einem Dreh knopf ein und den Phasenschalter auf Anzeigen)	4	CLn und CLx
10 0 0	5	OS-Signal, in den inneren und in den äußeren Zähler eingezählt
110 0	6	CLx
10 10	7	PS-Signal im inneren Zähler algebraisch mit dem OS- Signal addiert; PS-Signal in den äußeren Zähler ein gezählt
1110	8	Normalanzeige
10 0 1	9

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform eines einfachen logischen Schaltkreises, gezeigt als Schaltkreis 170. zum Aufspüren der Übereinstimmung (Koinzidenz) zwischen einer Dekade des äußeren Zählers 20 und einem ßCD-Schalter der Teile-Start-Speicher-Vorrichtung 22 oder der Teile-Versetzungs-Speicher-Vorrichtung 23. Die Schaltung 170 ist eingeschlossen als Teil der Werkstück-Start- oder Versetzungs-Speicher-Vorrichtungen 22 und 23, die allgemein in F i g. 1 dargestellt sind. Für jeden Drehknopfschalter beider Speicher-Vorrichtungen 22 und 23 sind ähnliche Schaltkreise vorgesehen, ebenso für jede Dekade des äußeren Zählers 20. Der Schaltkreis ist nur wirksam für Zählungen in einer Richtung; zum Zählen in beiden Richtungen würde ein vollständiger Dekodierkreis erforderlich sein.

Die SCD-Drehknopfschalter 22, 23 werden von

Hand eingestellt und zeigen eine ausgewählte Zahl an. Die Zahl an der Werkstück-Start-Speicher-Vorrichtung 22 zeigt einen Startpunkt auf einem Werkstück an, während die Zahl an der Versetzungsspeichervorrichtung 23 die Versetzungszahl anzeigt. Eine mechanische Verbindung 171 erstreckt sich vom dargestellten Drehknopf zu den Schaltern 172 bis 175. Die Schalter sind geschlossen oder geöffnet, abhängig von der Lage des Drehknopfes 22,23.

Vor dem Erreichen der Koinzidenz werfen die geschlossenen Schalter über eine oder beide Dioden 176 und eine Schaltvorrichtung, wie einen Transistor (nicht gezeigt), im äußeren Zähler 20 geerdet. Das Ergebnis ist, daß die Spannung V₁ im Widerstand A₁ abfällt und am Eingang zur Nand-Torschaltung 177 niedrig ist. Wenn die Zählung im äußeren Zähler 20 äquivalent zur am B/ehknopfsehaUer eingestellten

27 28

Zahl ist, dann werden die Dioden zurück angepaßt einer Sinus-Null-Lage der Meßvorrichtung 11. Die

und abgeschaltet. Daraus folgt, daß der Eingang von Versetzung ist mit Λ bezeichnet,

diesem Drehknopfschalter 22, 23 zui Torschaltung Der Wähl- und Phasenschatter 24 wird auf die

177 hoch eingestellt ist. Einstell-Lage geschaltet, und der innere Zähler 4

Für die speziell gezeigte Ausführung gilt, daß, 5 und der äußere Zähler 20 werden automatisch auf

wenn alle Eingänge zur Nand-Torschaltung 177 hoch Null zurückgestellt. Dann zählen die Zähler 4 und 20

sind, Koinzidenz zwischen den Dekaden des äußeren auf die Startposition, die die Drehknopfsch.ilter 22

Zählers 20 und der an der Speichervorrichtung 22,23 enthalten bzw. angeben. Der innere Zähler 4 wird

eingestellten Position angezeigt wird. Der Ausgang gezwungen, mit dem äußeren Zähler 20 zu zählen,

von der Torschaltung 177 (entweder PS oder 05) io obwohl er eine geringere Kapazität hat. Für die

ist mit dem äußeren (logischen) Schaltkreis 9, wie spezielle beschriebene AusfUhrungsform kann der

in F i g. 1 in Verbindung mit F i g. 7 gezeigt und innere Zähler 4 2000 Impulse über einen Zählbereich

beschrieben, verbunden, so daß die nächste Opera- von 0 bis 1999 zählen, bevor er zurückgestellt wird,

tion in der Einstellphase ausgelöst werden kann. Während der Einstellphase richtet der äußere

Die Arbeitsweise des Systems ist geteilt in die 15 Steuerkreis 9 das System so aus, daß es die ver-

Einstellphase und die normale Anzeige bzw. Ablese- größerte Frequenz wählt.

phase. 7ur Zwecke dieser Betriebsbeschreibung wird Bei Übereinstimmung (Koinzidenz) zwischen den angenommen, daß ein Werkstück oder Teil Ln ge- Teile-Start-Drehknopfschaltern22 und dem äußeren eigneter Weise auf einem Maschinentisch angeordnet Zähler 20 zeigt die Anzeigevorrichtung 21 + 0,5, ist und daß die Dimensionen des Werkstücks zu _ao 1230 an, und der innere Zähler 4 enthält 1230. Der messen sind und mit den in der Zeichnung dar- biquinäre Zähler 134 vergrößert dann seiiie Zählung gestellten Dimensionen zu vergleichen sind. Die um 1; zu dieser Zeit wird der äußere Zähler 20 auf Einstellphase wird verwendet zum Festlegen des Null zurückgestellt. Der biquinäre Zähler 134 macht Unterschieds zwischen dem Bezugsnullpunkt des zwei Schritte mehr zu 4, und die digitale Zählung Werkstücks auf der Maschine und dem Bezugsnull- »5 1230 im inneren Zähler 4 wird in Sinus- und Kosinuspunkt der Lage-Meßvo^richtung 11 und zum genauen Analog-Signale umgewandelt, welche Amplituden Einstellen der Zähler 4 und 20. haben, die im Sinus und Kosinus des durch die

In der Einstellphase wird der bewegliche Teil der Zählung dargestellten Winkels proportional sind.

Maschine, z. B. ein Taster (Bezugszeichen 215, Wenn die Position des Tasters 215 nicht zu der

F i g. 10). manuell so genau wie möglich in eine 30 durch das Signal repräsentierten Position korrcspon-

Startposition des Werkstücks (Bezugszeichen 214 A, diert, dann wird ein Fehlersignal in der Lage-Meß-

Fig. 10) manuell eingestellt. vorrichtung 11 erzeugt. Das Fehlersignal veranlaßt

Nachdem der Maschinentaster 215 durch den Be- den Zähler 4 zum Zählen, bis das Fehlersignal von

dienungsmann in einer gewählten Startposition ein- der Lage-Meßvorrichtung 11 Null wird. Wenn das

gestellt wurde, wird die korrespondierende Dirnen- 35 Fehlersignal Null ist. dann zeigt die Zählung im

ston manuell am Teile-Start-Drehknopf-Schalter 22 inneren Zähler -¹ die korrekte Position des beweg-

auf dem Bedienungspult (nicht gezeigt) eingestellt. liehen Teils 12 im Arbeitszyklus der Meßvorrichtung

Die Teile-Start-Position kann mit einem Teile-Null- 11 an, d. h., sie zeigt denjenigen Teilbereich der Lage

punkt 214 korrespondieren, oder sie kann eine dem- des genannten Tasters 215 an, der innerhalb eines

gegenüber versetzte Position, wie in Fig. 10 gezeigt, 40 Kreises der Lage-Meßvorrichtung Jl ist. Die Zahl

sein. Der Teile-Nullpunkt 214 repräsentiert einen der Zählungen zeigt den Unterschied zwischen den

ausgewählten Punkt auf dem Werkstück 214/1, von Nullbezugspunkten an.

welchem aus die Werkstücksabmessungen zu messen Da der äußere Zähler 20 simultan mit dem inneren

sind. Zähler 4 angetrieben ist und da die Anzeigevorrich-

Die Linie 215 (vgl. Fig. 10) repräsentiert die Lage 45 tung21 dem äußeren Zähler 20 folgt, ist die Diffe-

eines Tasters oder eines anderen beweglichen Maschi- renz zwischen den Bezugs-Null-Lagen auf .' An-

ncnglieds (und den beweglichen Teil der Vorrich- Zeigevorrichtung 21 gezeigt. Das ist die Versetzungs-

tungll) relativ zum Werkstück 214/4. Für dieses zahl.

Beispiel wurde eine Teile-Start-Position von Für das gegebene Beispiel und unter der Annahme, +05, 1230ZoII, gemessen unter Berücksichtigung so daß der Taster bei 0,0900 Zoll innerhalb eines Kreises

des Teile-Nullpunktes 214, ausgewählt. In anderen der Lage-Meßvorrichtung 11 angeordnet ist gilt daß

Fällen könnte eine negative Zahl gewählt werden. der innere Zähler 4 von 1230 auf 0900 abwärts Die in symmetrischen Abständen angeordneten Null- zählen würde. Das bedeutet daß der Zähler 4 um

oder Sinus-Null-Lagen der Meßvorrichtung sind 330 Impulse nach unten zählen würde und der vorher auch in Fig. 10 gezeigt; diese Null-Lagen sind mit 5s auf 000000 zurückgestellte Zähler 20 auf 999670

»sin 0« angezeigt. Der Einfachheit und besseren nach unten zählen würde. Die Zahl 9670 repräsen-

Übersicht halber sind einige Sinus-Null-Lagen in der tiert die Versetzungszahl. Figur weggelassen. Die Versetzungszahl wird manuell auf dem Ver-

Für das gezeigte Beispiel gilt daß das bewegliche setzungsdrehknopfschalter 23 eingestellt Der Wahl-Glied 12 in einer Entfernung von 0,0900 Zoll von 60 bzw. Phasenschalter 24 wird auf »Anzeigen* ein-

einer der »sin-0«-Positionen der Vorrichtung 11 gestellt, der biquinäre Zähler 134 schreitet auf 5 vor,

angeordnet ist. Hätte man die Teile-Start-Dimen- und beide Zähler (4 und 20) werden auf Null zuriick-

sionen von einem Bezugs-Nullpunkt aus gemessen, gestellt Der biquinäre Zähler 124 schreitet auf 6 vor,

koresspondierend mit einem der Sinus-N'i'l-Positio- und die Zähler 4 und 20 können nach oben zählen nen, dann wäre das bewegliche Glied 12 auf einer 65 bis zum Wert, der im Versetzungs-Drebkrjopf-Schal-

Linie 216 angeordnet Der Unterschied zwischen ter23 eingestellt ist Da die Zahl die Kapazität des

den Lagen 215 und 216 ist die Versetzung oder inneren Zählers überschreitet, wird der innere Zäh-

Qffset-Lage des Nullpunkts am Werkstück gegenüber ler 4 viermal zurückgestellt und er wird mit der

Zählung 1670 enden, wenn Übereinstimmung zwischen dem äußeren Zähler 20 und dem Versetzungsdrehknopfschalter 23 erzielt ist.

Nach Erreichen der Übereinstimmung schreitet der Zähler 134 auf 7 vor, wo der äußere Zähler rückgestellt wird, dann auf 8, wo beide Zähler 4 und 20 auf die Werkstück-Start-Nummer zählen können, die an den Werkstück-Start-Drehknopfschaltern 22 angegeben ist. Der innere Zähler 4 zählt simultan. Da die Zahl die Kapazität des inneren Zählers 4 überschreitet, wird er zurückgestellt und endet mit der Summe der zwei Zahlen 5, 1230 und 1670 oder 0900, welche die aktuelle Lage des Tasters 215 innerhalb eines Zyklus des Lage-Meßtransforma tors 11 ist. Die Werkstück-Start-Position wird au der Anzeigevorrichtung angezeigt.

Diese Operation ist in der folgenden Tabelle L zusammengefaßt, welche die Inhalte des innerer und des äußeren Zählers bei jedem Schritt dei Einstellfolgen zeigt. In Tabelle II entspricht di< Schrittnummer der dekodierten Zählung des bi quinären Zählers 134 (wie in der Tabelle I weitei oben aufgelltet). Die für die Inhalte des innerer Zählers 4^und des äußeren Zählers 20 angegebener Werte korrespondieren mit dem in Fig. 11 dargestellten Beispiel.

Tabelle II

r Einstell-Schrittnummer (dekodierter Zustand des biquinären Zählers 134) Werkstück-Start-Schalter 22 überall auf +05,1230 gestellt Versetzungsschalter 23 am Ende von Schritt 4 auf 9670 eingestellt

_r Zustand des inneren Zählers 4

Zustand des äußeren Zählers 20 (stets + für dieses Beispiel)

V	0	0	0	0	0	0	ψ	0	0	0	Tätigkeit
0	1	2	3	0	0	5	0	2	3	0	Innerer und äußerer Zähler auf Null zurückgestellt
1	1	2	3	0	0	0	1	0	0	0	Zählung zur Teile-Start-Position
2	1	2	3	0	0	0	0	0	0	0	Äußerer Zähler zurückgestellt
3	0	9	0	0	9	9	0	6	7	0	Keine Tätigkeit
4	0	0	0	0	0	0	9	0	C	0	Servo auf Null
5	1	6	7	0	0	0	0	6	7	0	Innerer und äußerer Zähler zurückgestellt
6	1	6	7	0	0	0	9	0	0	0	Zählung zur Versetzungs-Position
7	0	9	0	0	C	5	0	2	3	0	Äußerer Zähler zurückgestellt
8	0	9	0	0	0	5	1	2	3	0	Zählung zur Werkstück-Start-Position
9						1			Servo auf Null — bleibt bis die Maschine sich bewegt

Wenn der normale Ablauf der Anzeigephase beginnt, dann werden die Zähler 4 und 20 in geeigneter Weise auf den Beginn der Zählung entweder nach oben nach unten, abhängig vom Weg, längs dem der Taster bewegt wird, eingestellt.

Jedesmal, wenn der Taster 215 in eine neue Lage gestellt wird, wird diese durch die Anzeigevorrichtung 21 angegeben.

Die Operation wird fortgesetzt, bis alle Messungen durchgeführt sind.

Unterbrechungen können in Form gewollter Abschaltungen wie am Ende eines normalen Arbeitstags vorgenommen werden oder in Form nicht geplanter bzw. nicht gewollter Ausschaltungen, die dann vorkommen können, wenn die Energie ausfällt oder auf Grund eines sonstigen Vorkommens, das ein Ausschalten des Geräts bedingt.

Im Falle eines geplanten Abschaltens kann die Arbeit sehr leicht wieder aufgenommen werden, ohne daß die ganze Einstellphase wiederholt werden muß. In einem besonderen Fall wird die letzte aufgezeigte Dimension von jeder Achse in ihre Teile-Start-Drehknöpfe 22 usw. transferiert, und das System wird abgeschaltet. Wenn die Wiederaufnahme der Tätigkeit bzw. der Arbeit gewünscht wird, dann wird das System auf »Einstellung« geschaltet, bis die Anzeigevorrichtung sich angleicht. Infolgedessen wird der Wähl- bzw. Phasenschalter 24 ohne Änderung der Drehknopf-Schalter 22 auf »Anzeigen« geschaltet, und die Messung wird wieder aufgenommen.

Nach der Wiederaufnahme der Messung soll die visuelle Anzeigevorrichtung 21 die an den Werkstück-Start-Drehknopfschalter 22 eingestellte bzw. gespeicherte Lage anzeigen. Wenn während der Abschaltzeit die Maschine von dieser Lage wegbewegt wurde innerhalb plus oder minus eines halben Zyklus der Lage-Meßanordnung 11, dann wird die Anzeigevorrichtung die neue Position genau angeben.

Im Falle eines nicht geplanten Abschaltens bzw. Ausfalls kann der Bedienungsmann die normale Arbeit wieder aufnehmen, ohne ausgedehnte Einstellmaßnahmen durch Messen der Position des Tasters 215 zum Zeitpunkt des Ausfalls innerhalb eines halben Zyklus der Lage-Meßvorrichtung 11, beispielsweise 0,1 Zoll. Die Lage wird im Werkstück-Startdrehknopf-Schalter 22 eingestellt, und der Phasenschalter 24 wird in die Einstellposition gebracht. Nach dem Ausgleich der Anzeigevorrichtung 21 schaltet der Bedienungsmann auf die Anzeigephase und fährt mit seiner normalen Meßtätigkeit fort.

Oft hat ein Bedienungsmann den Wunsch, die Lage des Tasters 215 innerhalb des Zyklus des Lage-Meßtransformators 11 zu kennen.

Gemäß dem vorliegenden System kann die nächste Null-Lage oder Sinus-Null-Lage durch Einschalten der Einstellphase mit einem Null-Werkstück-Start-Drehknopf 22 festgestellt werden. Der innere Zähler 4 zählt auf die Position des Tasters 215 in einem Zyklus, und der äußere Zähler 20 wird folgen. Der äußere Zähler 20 wird dann die Entfernung der Probe 215 von der nächsten Sinus-Null-Lage anzeigen. Der Taster 215 kann nun in eine Sinus-Null-

31 ^#M 32

Lage gebracht werden durch Bewegen desselben. (zwischen Zyklen des Meßelements und der groben >o lange, bis die Anzeigevorrichtung 2"ϊ einen ganzen Zähiunü) führen, kann die Frequenz angehoben Tausender in seinen letzten vier Stellen anzeigt; das werden"auf beispielsweise 1 MHz. was die Daten zu ■und die Zahlen 0000. 2000. 4000. fsnOO oder"8000. einem füniliundertmal schnelleren Wechsel als bei

5 dor 2-kHz-Fr2quenz veranlaßt. Zusätzlich kann für die verfeinerte Steuerung des Datenwechsels ein

Zusammenfassung der Vorteile der Erfindung variabler Frequenz-Oszillator 205' (Fig. 13) verwen-

^c dct werden, dessen Frequenz proportional zur Größe

des Fchlersignais HS sein kann.

Zunächst gewährleistet Kreis 116 (Fig. 6). daß m Die Verwendung des ^-Komplements in den - U-. die /?C7-Impulse jeweils mindestens eine Zeitperiode -T-. H- und "- Th-Vergleichskreisen führt im

lang sind. Die Impulse werden erzeugt als Ergebnis Ergebnis dazu, daß die —/!-"Koinzidenz 1 Bit früher der 4-MHz-Frcquenz C K und einer Kippimpuls- entwickelt wird als dies normalerweise bei der Verfrequenz. die entweder 2 kHz. 200 kHz. 1 MHz oder wendung der 10-Komplemente der Fall wäre,
variabel sein kann, abhängig vom Modus der System- 15 Daraus folgt, daß die Versetzung den Effekt hat. operation. Die ftCT-Impufse sind mit der 4 MHz- daß sie einen '-Bit-Fehler des Teils darstellt, der Frequenz synchronisiert, unabhängig von der ur- von den Daten repräsentiert wird, die durch den sprünglichen oder Wiederholungsfrequenz der Kipp- —/7-Koinzidenz-Aufspür-Kreis gesteuert werden. LJm frequenz. Zusätzlich gewährleistet Kreis 116, der als den Fehler zu korrigieren, wird in den —n-Kanal Synchronisierungskreis beschrieben wurde, das Ab- 20 eine 1-Bit-Verzögerung eingeführt,
schließen eines ÄCT-Impulses, so daß das System Der Korrekturkreis liefert Mittel zum Vermeiden

mit Bezug auf den —/!-Kanal ein Aufspüren zweier der Schwingung der letzten signifikanten Stelle der aufeinanderfolgender Koinzidenzen während eines visuellen Anzeigevorrichtung 21, wenn ein (nicht Nach-oben-Zählens und ein Übergehen einer Koinzi- gezeigter) elektronischer Zweizustands-Hilfssteuerdenz während eines Nach-unten-Zählens vermeidet. 25 kreis mit Rückkopplung verwendet wird. In einem Ebenso gilt die Umkehrung hinsichtlich des —71- Zweizustands-System befehligt das Fehlersignal von KanaL. der Meßvorrichtung 11 einen elektronischen (nicht

Da die Koinzidenz-Impulse direkt verantwortlich gezeigten) Steuerkreis derart, daß dieser entweder sind für die erzeugten Daten, ist sehr wesentlich, nach oben oder nach unten zählt. Ein Null-Zustand daß die Pulse genau festgestellt werden. 30 existiert nicht. Ein Zweizustands-Typ des hier be-

Es wurde auch gezeigt, daß die Minus-Koinzidenz- schriebenen Systems zeigt eine 1-Bit-Schwingung, signale (-Th, -H und - TU) durch die Verwen- wenn der (nicht gezeigte) Maschinenteil ruht. Ein dung des 9-Kcmplements des Vergleichskreises 3 MiUe] zum Eliminieren dieser Bedingung ist die entwickelt werden. Im Ergebnis kann dieses Signal Verwendung eines Dreizustands-Systems an Stelle auf viel einfachere Weise als vergleichsweise bei 35 des Zweizustands-Systems. Diese ermöglicht AufVerwendung der Zehn-Komplement-Annäherung wärts-, Abwärts- und Stopp- oder Null-Auffindung erzeugt werden. Jedoch, bei Verwendung der des Signals. Bei geeigneter Einstellung des Nullbands 10-KompIement-Methode, treten beide, nämlich die kann eine zitterfreie visuelle Anzeige an der Anzeige-Plus- und die Minus-Koinzidenz bei Null und Tau- vorrichtung 21 erreicht werden. Jedoch hat diese send ein. Da der Synchronisierkreis 116 die oben 40 Annäherung in vielen Fällen eine Reduktion der herausgestellten Bedingungen zum Nach-oben- und Systemempfindlichkeit um NuIi zur Folge. Das hier Nach-unten-Zählen erfüllen muß, wäre es für den beschriebene System verwendet eine Zweizustands-Kreisllö unmöglich, einen sinnvollen Abschluß der Annäherung, aber eliminiert das visuelle Zittern in 7?C7"-Impulse zu erzeugen, wenn gleichzeitige Koin- der letzten signifikanten Stelle,
zidenzen vorliegen. 45 Wenn der Maschinenteil (dargestellt durch Bezugs-

Der Funktionsgenerator 10 erzeugt Impulse, die zeichen 12 in Fig. 1 und Bezugszeichen 215 in auf der — TU- und -+-7i/-Koinzidenz, wie von den Fig. 10) sich in einer positiven Richtung bewegt, Zehner- und Einer-Plus- und Minus-Vergleichs- dann erhält der innere Zähler 4 den Befehl zum kreisen 3 (Fig. 1) gefunden, basieren. Da der Funk- Naui-oben-Zählen. Wenn die Maschinenbewegung tionsgenerator 500 Impulse zum Erzeugen eines 50 aufhört, fährt der innere Zähler fort nach oben zu Viertels drs Zyklus der zum Entwickln der Signale zählen, um das Fehlersignal zu reduzieren, bis das verwendeten Daten benötigt, erfordert die kombi- Fehlersignal durch Null geht. Die Umkehrung des nierte 7"t/-Koinzidenz nur eine Zählung von 5 TU- Fehlersignals veranlaßt die Aufwärts-Abwärts-Leitung Koinzidenzen mehr als 500 C/-(Einer)-Koinzidenzen. zum Schalten auf den Abwärts-Modus. Dieses Um-

Wie in Verbindung mit F i g. 6 beschrieben, wer- 55 schalten hindert den nächsten 7?Cr-Impuls daran, den KCT-Impulse durch Kombination des Zeitsignals in die Zähler 4 und 20 zu gelangen. Gleichzeitig (4 MHz) mit irgendeinem eines Nummern- oder wird die 1 -Bit-Verzögerung in dem f/i-Kanal in der Kippsignals (2 kHz, 200 kHz usw.) erzeugt. Da die —/!-Kanal übergeführt und verursacht ein Anheber ÄCT-Impulse direkt die Geschwindigkeit steuern, mit der Daten um 1 Bit. Die Datenänderung veranlaß! welcher die Daten wechseln, ist dadurch ein ideales 60 das Fehlersignal zur Phasenumkehr, wobei gleich-Mittel geschaffen zum Einstellen der Geschwindig- zeitig die Aufwärts-Abwärts-Leitung von abwärt! keit als Funktion der Systemerfordernisse. Wenn auf aufwärts umgekehrt wird. Dann wird erneut eir beispielsweise während der normalen Anzeigephase 7?CT-Impuls gesperrt, und jetzt wird die 1-Bit-Ver die Zähler 4 und 20 sich mit den Maschinenbewe- zögerung vom —η-Kanal zurück in den +/t-Kana gungen im Gleichlauf befinden, kann die Frequenz 65 geführt. Dies veranlaßt den Funktionsgenerator K 2 kHz sein. Wenn jedoch die Maschinenbewegung ".um Erzeugen eines 1-Bit-Wechsels der Daten in de eine Geschwindigkeit bzw. Frequenz überschreitet, entgegengesetzten Richtung. Daraufhin kehrt siel die zu einem Verlust der Datensynchronisierung erneut das Fehlersignal um, und der Prozeß wieder

wie beschrieben. Diese Aktion setzt sich fort, bis das bewegliche Maschinenteil 12 stationär ist. Es ist zu bemerken, daß die 1 Bit oszillieren, aber dank der Sperrung

nicht wechseln. Da die Anzeigevorrid dem äußeren Zähler 20 verbunden i auch diese unverändert. Der Kreis kann werden, daß die Anzeigevorrichtung e

Impulses die Zähler 4 und 20 ihren Zustand 5 der niedrigen oder hohen Stelle einrast

Hierzu 4 Blatt Zeichnungtn

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Digital arbeitendes Lage-Meßsystem mit einer Lagenmeßvorrichtung, bestehend aus zwei relativ zueinander beweglichen Meßteilen, von denen das erste an einem ersten Maschinenteil und das zweite an einem zweiten Maschinenteil angeordnet ist. wobei das zweite MeLteil mehrere im gleichen Abstand zueinander angeordnete Nullstellungen aufweist und das System einen inneren Zähler, dessen digitaler Inhalt eine Koordinate des ersten Meßteils zwischen zwei Nullstellungen des zweiten Meßteils darstellt, einen äußeren Zähler und eine Anzeigevorrichtung umfaßt, die, vom äußeren Zähler gesteuert den Inhalt des äußeren Zählers anzeigt, und weiterhin ein Konverter, der den digitalen Inhalt des inneren Zählers in Analogsignale für die Lagenmeßvorrichtung umwandelt zur Erzeugung eines Fehlersignals in Abhängigkeit von der gegenseitigen Verstellung der beiden Meßteile und in Abhängigkeit von den Analogsignalen, und ein inneres logisches Steuergerät vorgesehen sind, welches das Fehlersignal in digitale Impulse umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Speicher (22) vorgesehen ist, der ein Zahlensignal speichert, das dem Abstand des ersten Meßteils (12) in bezug auf einen Meßbezugs-Nullpunkt entspricht, und ein Steuergerät (9, 24) während einer ersten Arbeitsphase dieses Signal dem äußeren Zähler (20) zuführt und während einer zweiten Arbeitsphase den Konverter (2, 3, 10) mit dem inneren Zähler (4) und dem äußeren Zähler (20) verbindet, wobei während der zweiten Arbeitsphase die digitalen Impulse (RCT, 178) die Zählwerte der Zähler (4, 20) um einen Wert erhöhen oder vermindern, der der Verstellung des ersten und zweiten Meßteils (12, 13) zueinander entspricht.

2. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Speicher (23) vorgesehen ist, der ein erstes Zahlensignal speichert, welches der Lage des Meß-Bezugs-Nullpunktes zu einer benachbarten Null-Stellung entspricht, wobei während der ersten Arbeitsphase das Steuergerät (9, 24) dieses Signal dem inneren Zähler (4) zuführt.

3. Meßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Speicher (22, 23) ihre Speicherwerte bei Betriebsunterbrechungen beibehalten und bei einer neuen Betriebsaufnahme die gespeicherten Signale für die Zähler zur Verfügung stehen.

4. Meßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (9, 24) während der ersten Arbeitsphase den inneren Zähler (4) auf eine erste Zählung (z.B. 1230) einstellt, die der Lage des ersten Meßteils zwischen benachbarten Null-Stellungen des zweiten Meßteils entspricht, wenn der Meßbezugs-Nullpunkt auf eine der Null-Stellungen bezogen wird, und den äußeren Zähler (20) auf Null stellt, sodann der Inhalt (1230) des inneren Zählers (4) das Fehlersignal (Es) zur Erzeugung von digitalen Impulsen für den inneren und äußeren Zähler (4, 20) veranlaßt, die den Zählerinhalt um einen Betrag Λ gleich der Differenz (0330) zwischen der ersten Zählung (1230) und der Koordinate (0900) de ersten Meßteils verändert, wobei die Veränderun im inneren Zähler (4) das Fehlersignal bis zu Beendigung der Erzeugung der Digitalimpuls vermindert und wobei die Veränderung de Inhalts im äußeren Zähler (20) eine Anzeigi ergibt, die gleich dem Kompleh;entärwert voi I ist.

5. Meßsystem nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Steuergerät (9, 24) ein< Programmschaltung in Form eines Zählers (134 aufweist, der durch eine Vielzahl von Zuständer schaltbar ist, weiterhin Gatter (142, 144) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von einen dieser Zustände Signale (CL_n, CL_x) erzeugen, die zur Rückstellung des inneren Zählers (4) und da äußeren Zählers (20) auf Null dienen, ein weiteres Gatter (145) in Abhängigkeit von einem zweiten Zustand ein Signal (UD_x) erzeugt, da; den äußeren Zähler (20) zur Zählung entsprechend dem Speicherwert des ersten Speichers (22) veranlaßt, wobei gleichzeitig der innere Zähler (4) zusammen mit dem äußeren Zähler (20) zählt und wobei der innere Zähler (4) einen Inhalt erreicht, der der Lage des ersten Meßteils zwischen benachbarten Nullstellungen des zweiten Meßleils entspricht, wenn der Meßbezugs-Nullpunkt aur eine der Nullstellungen bezogen wird, das Gatter (144) in Abhängigkeit von einem dritten Zustand das Signal (CL_x) erzeugt, welches lediglich den äußeren Zähler (20) zurückstellt, und weitere Gatter (166, 167) in Abhängigkeit von einem vierten Zustand Signale (UJD_n, UID_x) erzeugen, die den äußeren Zähler (20) zur Zählung zusammen mit dem inneren Zähler (4) veranlassen, und das innert logische Steuergerät (4) ein Signal (/?C7"-Impulse) unter der Steuerung des Feh'.ersignals (Es) für den inneren Zähler (4) erzeugt, wobei dieser innere Zähler (4) auf ein Signal zählt, das der Koordinate des ersten Meßteils entspricht und wobei der Inhalt des äußeren Zählers (20) und der Anzeigevorrichtung (21,21') dem Komplementärwert von .1 entspricht.

6. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenmeßvorrichtung (11) ein Fehlersignal (Es) erzeugt, welches abhängig ist von einem Vergleich der relativen Verstellung mit trigonometrischen Eingangssignalen (5C) der Lagenmeßvorrichtung (11), ein Generator (10) zur Erzeugung der trigonometrischen Signale in Abhängigkeit vom Fehlersignal (Es) vorgesehen ist, wobei dieses Fehlersignal (Es) den inneren Zähler (4) dazu veranlaßt, die trigonometrischen Signale in einer Richtung anzuliefern, in welcher das Fehlersignal (Es) im wesentlichen auf Null vermindert wird.

7. Meßsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß frequenzerzeugende Mittel (1 oder 205') zur Erzeugung verschiedener Frequenzen vorgesehen sind und daß vom Fehlersignal (Es) gesteuerte Schaltmittel (5, 7, 8) eine hohe Frequenz bei Überschreiten eines bestimmten Wertes des Fehlersignals (Es) und eine niedere Frequenz bei Unterschreiten des bestimmten Wertes des Fehlersignals (Es) von den frequenzerzeugenden Mitteln (1, 205') dem inneren Zähler (4) zuführt.

8. Meßsystem nach Anspruch 6 und 7, dadurch

gekennzeichnet, daß die Polarität (e) des Fehle.rsignals von einem Zustand in den anderen wechselt, wenn die Größe des Fehlersignals (Es) vermindert wird und durch Null hindurchgeht, daß ein Detektor (18) zur Erfassung des Zu-Standswechsels des Fehlersignals vorgesehen ist und weiterhin eine Sperrschaltung (104. 106 bis 109) den äußeren Zähler (20) und die Anzeigevorrichtung (21, 21') auf einem konstanten Wert hält, nachdem der Detektor (18) eine Änderung der Polarität (e) des Fehlersignals erfaßt hat.

9. Meßsystem nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daG ein Bezugszähler (2) vorgesehen ist, der zyklisch durch einen Zählbereich zählt und durch den Zählbereich zyklisch schrittweise von einem frequenzerzeugenden Mittel (1) geschaltet wird, ein Komparator (3) die Zählung des Bezugszählers (2) mit der Zählung des inneren Zählers (4) vergleicht und eine erste Impulsreihe erzeugt und weiterhin mit dem Komplementärwert der Zählung des inneren Zählers (4) eine zweite Impulsreihe bewirkt, wenn zwischen den Zählungen Koinzidenz herrscht, daß weiterhin digitale Schaltkreise (83 bis 94, 83' bis 94') vorgesehen sind, die in Abhängigkeit der ersten und zweiten Impulsreihe Impulse erzeugen, deren Impulsbreite in Bezug steht mit der Zählung des inneren Zählers (4), ein Filter (17) diese Impulse filtert und diese gefilterten Impulse Schaitmitteln (18, 19, S, 10) zugeführt werden, welche trigonometrische Signale erzeugen, deren Amplituden proportional einer trigonometrischen Funktion des Winkels sind, der durch die Zählung des inneren Zählers (4) dargestellt wird.

10. Meßsystem nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenmeßvorrichtung (11) ein Fehlersignal (Es) in Abhängigkeit des Vergleichs der relativen Verstellung der beiden Meßteile mit einem trigonometrischen Eingangssignal (5C) erzeugt, wobei letzteres dieser Meßvorrichtung (11) zugeführt wird, dieses trigonometrische Signal von einem Generator (10) in Abhängigkeit vom Fehlersignal (Ei) e^eugt wird und das Fehlersignal (Ei) den inneren Zähler (4) zur Erzeugung des trigonometrischen Signals in eine^r Richtung veranlaßt, bei welcher das Fehlersignal [Es) im wesentlichen auf Null vermindert wird.

11. Meßsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeitsphasenschalter (24) 5" vorgesehen ist, der zwischen einer Ausgangsstellung und einer Aufzeichnungs -bzw. Anzeigestellung schaltbar ist, eine Programmsteuerschaltung in Form eines Zählers (134) von diesem Schalter (24) gesteuert wird und durch mehrere Zustände schaltbar ist, wobei die Programmsteuerschaltung (134) zurückgestellt wird, wenn dieser Schalter (24) in seine Ausgangsstellung bewegt wird, die Programmsteuerschaltung (134) durch einen Teil der Schaltzustiinde bewegt wird, wenn der Schalter (24) in seiner Ausgangsstellung sich befindet, wobei der äußere Zähler (20) und die Anzeigevorrichtung (21, 21') eine Zählung aufweisen, die dem Wert Λ entspricht, die Programmsteuers'iialtung (134) sich dagegen durch die anderen Schaltzustände hindurchbewegt, wenn dieser Schalter (24) sich in der Aufzeichnungsstellung befindet, wobei der äußere Zähler

(20) und die Anzeigevorrichtung (21, 21') einen Inhalt aufweisen, der einem Startwert Λ' entspricht, der gleich dem Abstand der Teile-Start-Lage (215) zwischen zwei Null-Stellungen des zweiten~Meßteiles zu einer Null-Bezugs-Lage (214) ist. wobei in der Ablese- bzw. Anzeigestellung des Schalters (24) eine darauffolgende Bewegung des ersten Meßteils (12) in eine neue Lage der äußere Zähler (20) und die Anzeigevorrichtung (21, 21') dazu veranlaßt werden, die neue Stellung relativ zur Null-Bezugs-Lage (214) anzuzeigen.

12. Meßsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zähler (4) auf einen Digitalwert rückgestellt wird, der der Abmessung zwischen benachbarten Nullstellungen des zweiten Meßteils entspricht, der innere Zähler (4) eine geringere Kapazität aufweist als der äußere Zähler (20), daß weiterhin, während der Schalter (24) sich in seiner Ausgangsstellung befindet, der innere Zähler (4) einen Zählwert aufweist, der einem Wert Y entspricht, wobei Y die Teile-Start-Lage (215) zwischen zwei benachbarten Null-Stellungen darstellt, der äußere Zähler (20) während dieser Zeit einen Λ entsprechenden Wert aufweist, weiterhin bei der Ablesestellung des Schalters (24) der innere Zähler (4) ebenfalls diesen Wert Y enthält uud zu dieser Zeit der äußere Zähler (20) einen Inhalt entsprechend dem Wert// besitzt.