DE2007444A1 - Engine control - Google Patents
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- H02P5/51—Direct ratio control
Description
Pr. 0. Dittmann K. L. Schiff Dr. A. ν. Füner Dipl. Ing. P. Streh) Pr. 0. Dittmann KL Schiff Dr. A. ν. Füner Dipl. Ing.P. Streh)
- .... Patontanwäita- .... Patontanwäita
8 München 90, Mariahilfplatz 2&3, Telefon 45 40 408 Munich 90, Mariahilfplatz 2 & 3, phone 45 40 40
Automation Industries, Ine ° j gAutomation Industries, Ine ° j g
Los Angeles, California,U.S«,A»Los Angeles, California, U.S ", A"
Unser Zeichen DA-K552 KLS/PS/höOur mark DA-K552 KLS / PS / hö
'Motorsteuerung (Priorität? 19e Februar 1969, UoS.Ao, Nr0 800 869)'' Motor control (priority? 19 e February 1969, UoS.Ao, No. 0 800 869)
Die Erfindung besieht sich auf ein elektrisches Steuersystem zur Steuerung von Synchronimpulsen für Schrittmotoren mit unterschiedlichen Übersetzungeverhältnissen und betrifft insbesondere ein neuartiges und verbessertes elektrisches Steuersystem, das in Ultraschall-Prüftanks verwendet wird^ um die Geschwindigkeit des Papiarvorschuba und das Teilgetriebe des dabei verwendeten Abtastsystem» oder dergl. zu steuern«The invention relates to an electrical control system for controlling synchronous pulses for stepper motors with different transmission ratios and relates in particular to a new and improved electrical control system which is used in ultrasonic test tanks to control the speed of the paper feed and the sub-gear of the scanning system used in it . to control "
In UItr&schall-Prüfeinrichtungen, bei denen Werkstück®, insbesondere gross® Werkstücke, auf Kiese, Fehler oder sonstig© Ongleiohmässigkeiten geprüft werden, 1st es Üblich^ das Werkstück in einem gross®» Tank mit Wasser oder einem sonatigen Fluidma mit guter Ultraschall-Kopplung «in> sut&iidtieiw Pabei wird ein Ultraschel 1 -Untarsuchungsgerät* in d@s eioh ein Ultraechall^Wandler befindet, räimüah salt Wagen und einer Brücke v^rbusntden und in einem flügel-In UItr & sound test facilities where workpiece®, especially large® workpieces, on gravel, defects or other © internal imperfections are checked, it is Usually ^ the workpiece in a large® »tank with water or a sonorous Fluidma with good ultrasonic coupling «in> sut & iidtieiw Pabei is an ultrasound 1 examination device * in d @ s eioh an ultraechall ^ transducer is located, räimüah salt Car and a bridge v ^ rbusntden and in a wing
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gen Kopplungsxoittel in den Tank eingetaucht ο Dae Untersuchungsgera t wird dann zur Durchführung des Untersuchungsund Prüfzyklus über das Werkstück hin- und hergetastet«The coupling agent is immersed in the tank ο The examination device is then scanned back and forth over the workpiece to carry out the examination and test cycle «
Das Untersuchungsgerat umfasst bei diesen zerstörungsfrei arbeitenden elektrischen Prüfsystemen einen Obertrager, der gewöhnlich einen piezo- elektrischen Kristall aufweist» Der Übertrager dient dazu, zur Ermittlung von Unregelnftssigkeiten in dec· Werkstück UIt raschall «Schwingungen in das in dem flüssigen Kopplungsmittel eingetauchte Werkstück zu sendenο Ein Oszillator schickt Impulse elektrischer Energie an das Untersuchungsgerät, die den Wandler erregen. Bei Erregung sendet der Wandler entsprechende Strahlen von Ultraschall~£nergie in das su prüfende Werkstück. Der Wandler ist generell über das flüssige Kopplungsmittel an das Werkstück gekoppelt, und der Strahl ν -d an den vorderen und hinteren- Oberflachen des Werkstücks auf den Wandler zurück reflektiert. Dort wird die Ultraschall-Energie in elektrische Energie rückgewandelt t> Die so reflektierte elektrische Energie wird dann von einem Empfanger aufgenommen und anschliessend auf dem Sichtgerat, etwa einem Oszilloskop mit Kathodenstrahlröhre, angezeigt» Die rücklaulfende Energie wird gewohnlich inform von Zacken auf dem Sichtgerät angezeigt.In these non-destructive electrical test systems, the examination device comprises a transformer which usually has a piezoelectric crystal "The transformer is used to detect irregularities in the workpiece UIt quickly" to send vibrations into the workpiece immersed in the liquid coupling agent. O An oscillator sends pulses of electrical energy to the examination device, which excite the transducer. When excited, the transducer sends appropriate beams of ultrasonic energy into the workpiece to be tested. The transducer is generally coupled to the workpiece via the liquid coupling agent, and the beam ν -d is reflected back onto the transducer at the front and rear surfaces of the workpiece. There the ultrasonic energy is converted back into electrical energy t > The electrical energy reflected in this way is then picked up by a receiver and then displayed on the display device, such as an oscilloscope with a cathode ray tube. »The returned energy is usually displayed in the form of spikes on the display device.
Wird in einer generell regelmassigen Folge von wiederholt angezeigten Zacken eine willkürlich auftretende Zacke festgestellt, bo ist dies gewöhnlich die Folge einer in dem Werkstück durch einen Riss, Fehler oder dergl« verursachten Unregelmassigkeit« Die raumlich« Anordnung der auf dem Sichtgerät angezeigten Zufall»zacke gr i die Stelle des Risses bzw. Fehlers in dem Werkstück an, Fti %τ stellt der Abstand zwischen den sich regelmassig wiederholenden Zacken eine Anzeige der WerketUckdicke dar. Eine Änderung dieses Abstands gibt eine DiakenSchwankung an.If a randomly occurring point is found in a generally regular sequence of repeatedly displayed points, this is usually the result of an irregularity in the workpiece caused by a crack, flaw or the like i the location of the crack or defect in the workpiece, Fti % τ the distance between the regularly repeating spikes is an indication of the workpiece thickness. A change in this distance indicates a disc fluctuation.
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Bei dem Tastvorgaiig wird dfes Untersuchungsgerät über das Werkstück geführt, bis das Snde des Wurkstücks erreicht iet. Das Untersuchungeger&t wird dann weitergeschaltet und in der entgegengesetzten Richtung gefühlt.„ Das Hin» und Herführen sowie das Fortschaltern wiederholt faich übet das gesamte zu prüfende Werkstück, nie die vollständige Prüfung beendet ist.During the tactile process, the examination device is used guided over the workpiece until the end of the workpiece is reached. The examination device is then switched on and felt in the opposite direction. and practicing leading as well as indexing repeatedly faich the entire workpiece to be tested, never the complete test is finished.
Synchron au der Taetbewecnmg des Untersuchmgsgerätes werden ein Schreibstift und ei» Aufzeiohnungspapler angetrieben, wodurch der Schreibstift «ajf dem Papier eine visuelle Aufzeichnung vorniffart»A pen and a recording paper are synchronized with the movement of the examination device driven, which makes the pen ajf the paper visual recording voriffart »
Bei den Geraten nach dem Stand dex Technik wuro*, falls ein grosses Werkstück zu. prüfen war, dat auf dem Papier aufgezeichnete Bild normalerweise in einem beetinaton Verhältnis mittels einer mechanischen Übersetzung verkleinert, die aus einer Anordnung τοη Zahnrädern, Rollen und Kupplungen bestand, tut die Grusse des aufgezeichneten Bildes zu reduzieren. Dies galt insbesondere dann, wenn sehr lange Werkstücke su prüf en, waren, wobei sich herausgetstellii hatte, dass eine einzelne Tastbewegung des Übertragers in Richtung der Längsachse des Werkstücke leichter auszuführen ist als viele wiederholte Tastbewegungen l&ngs der kurzen Achse des, Werket Uclce ο .With the devices according to the state of the art technology, if a large workpiece is closed. check was that the image recorded on the paper was normally reduced in a beetinaton ratio by means of a mechanical translation, which consisted of an arrangement of gears, rollers and clutches, does to reduce the size of the recorded image. This was especially true when very long workpieces were to be tested, whereby it turned out that a single tactile movement of the transducer in the direction of the longitudinal axis of the work piece is easier to carry out than many repeated tactile movements along the short axis of the, Werket Uclce o.
Diese mechanisch angetriebenen Übereetassjigen nach dem Stand der Technik haben sich als unpraktisch erwiesen, da «ir Erzielung einer präzisen Bildwiedergabe ein« aufwendige und kompliziert« mechanische Ausrüstung erforderlich ist. Diese aufwendige Ausrüstung ist nicht <*«r ziemlich teuer sondern benötigt auch viel Plat». Zur Lösung dieser Probleme hat man auch schon elektrische Systeme vorgeschlagen, die normalerweise für jede Achse rückgekoppelte Senromeoha-This mechanically driven over-the-counter in the prior art have proven to be impractical, since "expensive and complicated" mechanical equipment is required to achieve precise image reproduction is. This elaborate equipment is not <* «r quite expensive but also requires a lot of space. To solve these problems, electrical systems have also been proposed, the Senromeoha, which is normally fed back for each axis
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nismen erforderten und synchronisiert werden mussten· Diese elektrischen Servosysteue haben sich ebenfalls als ziemlich teuer erwiesen o Auch rtickführungsloae Digitalsysteme sum An« trieb über elektromechaniache Übersetzungegetriebe sind be« reite in Betracht gezogen worden. Diese Systeme erforderten für jede Übersetzung ein eigenes Getriebe· Auch diese bekannten Systeme haben sich wiederum sowohl als umfangreich wie auch als teuer erwiesen, insbesondere wenn mehrfache Übersetzungsverhältnisse erforderlich sind·mechanisms required and synchronized had · This electrical Servosysteue have o also proved to be quite expensive, too rtickführungsloae Digital Systems sum to "drive are elektromechaniache Übersetzungegetriebe be" Ride been considered. These systems required a separate gearbox for each gear ratio These known systems have again proven to be both extensive and expensive, especially when multiple gear ratios are required
Die vorliegende Erfindung befasst sich in kurzen Worten mit einem zerstörungsfrei arbeitenden Untersuchung»- system zur Werkstückprüfung«, Dabei ist ein Behalter oder Tank mit einem flüssigen Copplungsmittel vorgesehen, in das das 8U prüfende Werkstück eingetaucht wird. In das flüssig· Kopplungsmittel wird auch ein Untersuohungsger&t mit einen Wandler eingetaucht, das das Werkstück nach Fehlern, Kissen oder sonstigen Unregelmäßigkeiten abtastet oder die Werk· βtückdickβ misst. Das Untersuchungsger&t übermittelt diesbezügliche Informationen an das Prüfinstrument, wo die Informationen durch einen Schreibstift auf einem mit jedem Abtast-Schritt weitergeschalteten Medium aufgezeichnet werden. Bei dem Abtastvorgang treibt ein Motor das Untersuchungsgerät und ein weiterer Motor den Schreibstift Über das Papier oder das betreffende sonstige Medium an. Ferner ist eine Einrichtung inform einer Digitalschaltung vorgesehen, um die von dem Schreibstift ausgeführte Sohrittgrösse der Bildschritte proportional zu der tatsächlichen Sohrittgrösse des Unter« Buchungs^erfttee zn reduzieren.Briefly, the present invention deals with a non-destructive examination "system for workpiece testing". A container or tank with a liquid coupling agent is provided in which the workpiece to be tested is immersed. An examination device with a transducer is also immersed in the liquid coupling agent, which scans the workpiece for defects, pillows or other irregularities or measures the workpiece thickness. The examination device transmits relevant information to the test instrument, where the information is recorded by a pen on a medium which is switched on with each scanning step. During the scanning process, a motor drives the examination device and another motor drives the pen across the paper or other medium in question. In addition, a device in the form of a digital circuit is provided in order to reduce the step size of the image steps executed by the pen in proportion to the actual step size of the sub- book .
Ein !ferteaeu der Erfindung beseitigt die Notwendigkeit einer elektromechanischen übertragung für den Papier* vor8e:::"±, wie er bai den Geraten nach aam Stand der Technik frühfe ' -^rderLtcdr war, und senkt dadurch die Kosten für das Über jet sungetmhsltni β erheblich.A! Ferteaeu of the invention eliminates the need for an electromechanical transmission for the paper * vor8e ::: "±, as was the case with the devices according to the state of the art, and thereby lowers the costs for the over-jet sungetmhsltni β considerable.
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Sin weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin; dass der Briiokenantrieb und der Schreibstift* Antrieb synchron von einem Haupt»Geschwindigkeitsgenerator erfolgenο Zwischen dem Geschwindigkeit^generator und dem Schreibstift«Antrieb ist ein Dekaden-Teilernetzwerk mit einem Wahlschalter eingeschaltet, um die Geschwindigkeit des Schreibstiftantriebs um einen bestimmten Faktor zu reduzieren β Another feature of the present invention is; that the Briioken drive and the pen * drive take place synchronously from a main »speed generator o Between the speed generator and the pen« drive, a decade divider network with a selector switch is switched on in order to reduce the speed of the pen drive by a certain factor β
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung, in derThese and other features and advantages of the invention result from the following detailed description of an exemplary embodiment in conjunction with FIG Drawing in the
Figo 1 eine perspektivisohe Darstellung eines erfindunge* gem&ss ausgeführten Ultrasohall-Prüftanks zeigt;undFIG o 1 is a representation showing a perspektivisohe erfindunge * gem ss & executed Ultrasohall-inspection tank; and
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschau» lichung der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung ist»Fig. 2 is a schematic block diagram for an illustration » realization of the basic idea of the present invention is »
Gemiss Figo 1 ist ein generell rechteckiger Tank oder Behälter 10 mit einem flüssigen Kupplungsmittel 12, beispielsweise Wasser, gefüllt. In das Wasser-Kupplungsmittel in dem Tank 10 ist ein au prüfendes Werkstück 14 eingetaucht· Sine Brück« 13, die den Tank 10 zwischen seinen horizontalen Kanten Überspannt, läuft auf darauf vorgesehenen Schienen 18 und 20. Um die Brücke 16 in Richtung der Längsachse dos Tanks 10 zu bestimmten Zeiten weiter au bewegen, ist eine entsprechend® Einheit inform ei^es Motors 22 vorgesehen. Auf der Brück® 16 ist ein Wagen 24 montiert, und eine weitere Einheit inf©m eines Motors 26 und einer Rolle 28 bewirkt mittels emefis 27 eine Belegung dee ..Wagens 24 über die hori· Spsuxiweite. des Tanks 10· In das In dem Tank 'befindii* φ'- fl®@»a2r*K@pplungeaittel 12 erstreckt sich ein um 38, der Φm~ &m Ifegsm %% saontieft let« te 'unteren Sude de©According to FIG. 1, a generally rectangular tank or container 10 is filled with a liquid coupling agent 12, for example water. A workpiece 14 to be tested is immersed in the water coupling means in the tank 10. Sine bridge 13, which spans the tank 10 between its horizontal edges, runs on rails 18 and 20 provided thereon. Around the bridge 16 in the direction of the longitudinal axis To move tanks 10 further at certain times, a corresponding unit is provided for the motor 22. A carriage 24 is mounted on the Brück® 16, and a further unit in the form of a motor 26 and a roller 28, by means of emefis 27, causes the carriage 24 to be occupied over the width of the hori · Spsuxi. the tank 10 · In the in the tank 'befindii * φ'- fl® @ "a2r * K @ pplungeaittel 12 extends one to 38 Φm ~ & m Ifegsm %% saontieft let"te' lower Sude de ©
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ist ein Wandler«Untersuchungsger&t 38 angebracht, das in das Waseer-Kopplungsmittel 12 eintaucht. Bei den UnteTsuchungsg*- rftt 38 handelt es sich um ein Ger&t bekannten Typs; es umfasst normalerweise einen piezoelektrischen Kristall, der zur Ultraschall-Prüfung des Werkstücks 14 dient·a transducer «examination device 38 is attached, which is inserted into the Waseer coupling agent 12 is immersed. In the investigations * - rftt 38 is a known type of device; it usually includes a piezoelectric crystal that is used for ultrasonic testing of workpiece 14
Der Motor 22 iat über eine Kupplung Sl mit einem Zahnrad 54 verbunden, das in eine auf der Schiene 18 angebrachte Zahnstange 56 eingreift. Pas Zahnrad 54 sitzt auf einer Welle 58, die einen Teil der Brücke 16 bildet und ein Rad 60 auf der entgegengesetzten Seite des Tanks aufweist· Das Rad 60 und die Welle .58 sind mit einem Gestell 62 verbunden, das die Rolle 28 und den Motor 26 sowie eine Motorsteuerung 64 tr>, die die Geschwindigkeit des Motors 26 steuert. Nach jeder Tastbewegung des Wagens 24 Ober das Werkstück 14 hin empfängt der Motor 22 einen Impuls und schaltet das Zahnrad 54 auf der Zahnstange 56 weiter. Dies bewirkt ein Weiterschalten des Untersuchungsger&tes 38 lÄngs des Werkstücks 14.The motor 22 iat via a clutch Sl with a Gear 54 connected, which engages in a mounted on the rail 18 rack 56. Pas gear 54 sits on a shaft 58 which forms part of the bridge 16 and a Wheel 60 on the opposite side of the tank The wheel 60 and the shaft 58 are connected to a frame 62 which supports the roller 28 and the motor 26 and a motor control 64 which controls the speed of the motor 26 controls. After each tactile movement of the carriage 24 over the workpiece 14, the motor 22 receives a pulse and switches the gear 54 on the rack 56 further. This causes the examination device 38 to be indexed along the workpiece 14.
Ein Aufzeichnungsgerät 42 umfasst eine Walze 68, um die ein drahtförmiger Schreibstift 70 schraubenförmig herumgewickelt ist. Die Walze 68 weist ferner eine Rolle auf, die über eine Welle 76 direkt mit der Walae verbunden ist. Um die Rolle 74 lauft der Riemen 27, um die Waise 68 und den zugehörigen schraubenförmigen Schreibstift 70 synchron mit der Drehung der Rolle 28 durch den Motor 26 su drehen.A recorder 42 includes a platen 68, around which a wire-shaped writing pen 70 is helical is wrapped around. The roller 68 also has a roller which is connected directly to the whale via a shaft 76 is. The belt 27 runs around the roller 74, around the orphan 68 and the associated helical pen 70 in synchronism with the rotation of the roller 28 by the motor 26, see below turn.
Eine Papierrolle 80 enthalt eine Rolle von elektrisch empfindlichem Papier 48· T*i Drehung der Wals· 68 bewirkt der Schreibstift 7Ό, dai»£ auf dem Papier 48 ein· gerade Linie entsprechend der Tastbewegung des Untersuchung·- gerfttet 38 aufgezeichnet wird» Werden durch, da· Untersuchung«·A paper roll 80 containing a roll of electrically sensitive paper 48 × T * i rotation of the Wals · 68 causes the stylus 7Ό, dai "£ on the paper 48 a · straight line corresponding to the probe movement of the examination · -" Are is gerfttet 38 recorded by , since · investigation «·
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gerat 38 irgendwelche Fehler festgestellt« so werden die Ergebnisse auf dem Papier 48 durch eine Unterbrechung der geraden Linie aufgezeichnet.if any errors are found «then the results are on the paper 48 by interrupting the straight line Line recorded.
Ein Motor 50 weist eine Rolle 84 auf, die Über einen Kiemen 86 mit einer Rolle 88 verbanden ist. Die Rolle 88 ist mit einer Vorschubwalze 90 gekuppelt, die von dem Motor 50 fortgeschaltet wird, wenn dieser Fortsehaltimpulse empfangt«, Jedes Mal, wenn der Motor SO alt einem Impuls beaufschlagt wird, bewegt die Waise 90 das Papier 48 um einen Schritt wei« ter.A motor 50 has a roller 84, the About a Gills 86 is connected to a roller 88. The role is 88 coupled to a feed roller 90 driven by the motor 50 is advanced when it receives continuation impulses «, Every time a pulse is applied to the motor SO old the orphan 90 moves the paper 48 one step ter.
Arbeitet der Abtastvorgang des Untersuchungsger&tes 38 im Verhältnis lsi mit der Tastbewegung auf dem Papier 48, so wird der Motor 50 mit gleich grossen Schrittimpulsen beaufschlagt wie der Motor 22· Exfindungegem&ss wird es jedoch bisweilen erforderlich, das Papier 48 langsamer als das Tastgerftt 38 weiter au bewegen, um die auf dem Papier 48 auf gezeichnet β Abbildung bei Durchführung außergewöhnlich weiter Tastbewegungen zu verkleinern.Is the scanning process of the examination device working? 38 in the ratio lsi with the tactile movement on the paper 48, the motor 50 is thus acted upon with step pulses of the same size as the motor 22, however, it will Sometimes required, the paper 48 slower than the tactile device 38 continue to move to the ones drawn on paper 48 β Figure exceptionally further when carried out To reduce tactile movements.
\ );■■■ In Fig. 2 ist ein Oszillator 100 geseigt, der an\ ); ■■■ In FIG. 2, an oscillator 100 is tilted, which is on
einen/Umset^s1.102 gekoppelt -ist». wsihai &®t
seinerseits ®& am, 'fetor 22 gokc^pslt ist® lacloa der
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ife-tor. SO g®fe©^p©l,t ist und diesem, «fe» aät um■ gleichen"Θβ· schwindi§k©tt w&m bei dem Motor 22 S©ifts@toa3,4 dem 0s«ill@&3B7 E(SS) wid einem Schalter 1Oi letife gate. SO g®fe © ^ p © l, t and this, "fe" eats around ■ the same "Θβ · Schwindi§k © tt w & m with the motor 22 S © ifts @ toa3,4 the 0s« ill @ & 3B 7 E (SS) wid a switch 10i let
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c=> O co c => O co
Teiler 106 eingeschaltet, der so beschaffen sein kann, dass er dem Schalter 108 Ausgangssignalein verschiedenen Vielfachern zuführt· Die Zahl der YQn dem Oscillator dem Umsetzer 104 zugeführten Impulse wird somit durch den Dekadentei» ler 106 über den Schalter 108 bestimmt. Jedes Ausgangs signal des Dekadenteilers 106 stellt also ein unterteiltes Vielfaches des Oszillatorausgangs dar. Der Schalter 108 verbindet den gewählten Ausgang des Teilers 106 mit dem Umsetzer 104, der seinerseits den Motor 50 für die Vorschubwalze 90 aus·» steuert.Divider 106 switched on, which may be such that it provides output signals in various multiples to switch 108 · The number of YQn to the oscillator to the converter 104 supplied pulses is thus through the decadent part » ler 106 determined via the switch 108. Every output signal of the decade divider 106 thus represents a subdivided multiple of the oscillator output. The switch 108 connects the selected output of the divider 106 with the converter 104, which in turn the motor 50 for the feed roller 90 from · » controls.
Vie man sieht, lässt sich durch geeignete Einstellung des Schalters 108 eine erhebliche Untersetzung für den Motor 50 erzeugen. Dies reduziert den Vorschub des Papiers 48 in dem Aufzeichnungsgerät 42 proportional zur Weiterschaltung der Brücke 16. Man sieht, dass sich mit der selben Breite des Papiers 48 auch ein Abtasten längs ausserordentlich breiter Werkstücke 14 oder ein seitliches Tasten über schmale Werkstücke ausführen lässt, ohne dass es nötig wäre, zu Aufzeichnungsgeräten mit breitem Papier überzugehen.As you can see, by appropriately setting the switch 108, a considerable reduction can be achieved for the Generate engine 50. This reduces the advance of the paper 48 in the recorder 42 in proportion to the indexing of the bridge 16. It can be seen that with the same width of the paper 48, a scanning lengthways is extraordinary wide workpieces 14 or lateral scanning over narrow workpieces can be carried out without the need for it would be to move to wide paper recorders.
AnsprücheExpectations
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