DE2035633C3

DE2035633C3 - Device for positioning a strip of material

Info

Publication number: DE2035633C3
Application number: DE19702035633
Authority: DE
Inventors: Richard J Ottawa Ontario Struzina
Original assignee: Control Data Canada Ltd
Current assignee: General Dynamics Canada Ltd
Priority date: 1969-07-18
Filing date: 1970-07-17
Publication date: 1977-09-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Positionieren eines zwischen einer Aufwickelspule und einer Abwickelspule hin- und herbewegbaren Materialstreifens, mit einem Antrieb zum Bewegen des Materialstreifens in beiden Richtungen, mit einem Stellungsgeber für die Lage des Materialstreifens und mit einer Steuerschaltung für den Antrieb, welcher aus einem einstellbaren Soll-Lagesignal und dem vom Stellungsgeber erzeugten Ist-Lagesignal ein Fehlersignal erzeugt und den Antrieb so steuert, daß das Fehlersignal Null wird.The invention relates to a device for positioning a between a take-up reel and a Supply reel reciprocable material strip, with a drive for moving the material strip in both directions, with a position transmitter for the position of the material strip and with a control circuit for the drive, which consists of an adjustable target position signal and that of the position transmitter generated actual position signal generates an error signal and controls the drive so that the error signal is zero.

Die Erfindung geht von einem bekannten Kartenprojektor aus (US-PS 32 08 336), bei dem ein Film mit Teilbereichen einer Landkarte zugeordneten Bildern zwischen einer Aufwickel- und einer Abwickelspule hin- und herbewegbar ist. Hierzu dient ein motorisch angetriebenes, in die Filmperforation eingreifendes Zahnrad. Abhängig von einem Sollwert-Istwert-Vergleicher wird von der Steuerschaltung der Erregerkreis des Motors zur Einstellung des Filmstreifens auf eine bestimmte Lage beeinflußt.The invention is based on a known map projector (US-PS 32 08 336), in which a film with Images assigned to partial areas of a map between a take-up reel and a supply reel. and is moveable. For this purpose, a motor-driven one that engages in the film perforation is used Gear. Depending on a setpoint / actual value comparator the control circuit of the excitation circuit of the motor for setting the film strip on a influences certain situation.

Der Filmstreifen wird durch eine an jeder Spule angeordnete Feder unter einer bestimmten Zugspannung gehalten.The film strip is tensioned by a spring attached to each spool held.

Die bekannte Einrichtung weist verschiedene Nachteile auf. So ist ein Filmstreifenwechsel umständlich, da die Federspannung der Spulen neu eingestellt werden muß. Die Federspannung ändert sich auch abhängig vom Spulendurchrnesser, so daß teilweise vom Zahnrad beträchtliche Kräfte für den Durchzug des Filmstreifens aufgewendet werden müssen. Dadurch nützt sich die Perforation ab und Ungenauigkeiten in der Positionierung sind die Folge. Auch erfolgt die Positionierung verhältnismäßig langsam.The known device has various disadvantages. Changing the film strip is cumbersome there the spring tension of the coils must be readjusted. The spring tension also changes depending from the spool diameter, so that in part from the gear wheel considerable forces for the passage of the film strip must be spent. This wears out the perforation and inaccuracies in positioning are the consequence. The positioning is also relatively slow.

Umwickeleinrichtungen mit Bandzugregelung undWrapping devices with tape tension control and

motorischem Antrieb für j;de Wickelspule sind bekannt (DT-AS 12 22 577). Ferner sind auch Stellungsgeber in Form von Reibrollen bekannt (BBC-Mitteilungen 1967 Bd. 54, No. 5/6, S. 286-289).motorized drive for j; de winding bobbins are known (DT-AS 12 22 577). Position sensors in the form of friction rollers are also known (BBC communications 1967 Vol. 54, No. 5/6, pp. 286-289).

Ausgehend von der Einrichtung zum Positionieren $ der eingangs geschilderten Art liegt demgegenüber der Erfindung die Aufgabe zugrunde, η it einfachen Mitteln die Bandspannungsregelung -u verbessern und den Verschleiß der Filmperforation zu mindern, so daß auch bei häufigem Gebrauch der Materialstreifen genau und |₀ zuverlässig positioniert werden kann.Based on the device for positioning $ of the type described above, the object of the invention is to improve the tape tension control -u with simple means and to reduce the wear of the film perforation, so that even with frequent use of the material strips precisely and | ₀ can be reliably positioned.

Diese Aufgabe ist erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß je ein mit der Aufwickelspule und der Abwickelspule zusammenwirkender Elektromotor vorgesehen ist, denen zusätzlich zu dem die Positionseinslellung bewirkenden Fehlersignal je ein abhängig vom Wickelspulendurchmesser zum Aufrechterhalten einer etwa konstanten Zugspannung veränderliches Spannungssignal zugeführt ist. This object is achieved according to the invention in that one each with the take-up reel and the supply reel cooperating electric motor is provided, which in addition to the position setting causing error signal depending on the winding reel diameter to maintain an approximately constant tensile stress variable stress signal is supplied.

Somit wird durch die gleichen Motoren sowohl die Bandspannung erzeugt als auch die Positionierung vorgenommen. Es läßt sich im Materiastreifen eine konstante Bandspannung aufrechterhalten, selbst wenn sich der Materialstreifen insgesamt auf der einen Spule befindet. Durch die Aufteilung des bekannten Antriebes für den Bandtransport auf zwei an Aufwickel- und Abwickelspule angebrachte Antriebsmotoren ist es nun in einfacher Weise möglich, durch zusätzliche Maßnahmen die gewünschten Bandspannungen einzuhalten.The belt tension and positioning are thus generated by the same motors performed. A constant belt tension can be maintained in the strip of material even if the entire strip of material is on one spool. Through the division of the known drive it is now for the tape transport on two drive motors attached to the take-up and supply reel possible in a simple manner to maintain the desired belt tension through additional measures.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtAdvantageous further developments of the invention emerge from the subclaims. The following are Embodiments explained in more detail with reference to the drawings. It shows

Fi g. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,Fi g. 1 shows a simplified schematic representation of an exemplary embodiment of the invention,

Fig.2 eine Darstellung zur Erläuterung der Erfindung, 2 shows an illustration to explain the invention,

Fig.3 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Teils des bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels verwendbaren Steuerkreises, _4ΰ 3 shows a simplified schematic representation of part of the control circuit, _{4ΰ, which can be used in an exemplary embodiment according to the invention}

Fig.4 eine vereinfachte schematische Darstellung eines weiteren Abschnitts des bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendbaren Steuerkreises, FIG. 4 shows a simplified schematic representation of a further section of the one according to the invention Embodiment of the usable control circuit,

F i g. 5 ein Diagramm, das in Verbindung mit F i g. 4 erläutert wird,F i g. 5 is a diagram which, in connection with FIG. 4 is explained,

Fig.6 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Teik des bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels verwendbaren Steuerkreises,6 shows a simplified schematic representation of a part of the in an exemplary embodiment according to the invention usable control circuit,

F i g. 7 eine graphische Darstellung, die bei der Beschreibung des Steuerkreises der Fig.6 erläutert wird, undF i g. 7 is a graph which is explained in the description of the control circuit of FIG will, and

F i g. 8 eine vereinfachte schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.F i g. 8 shows a simplified schematic representation of a further exemplary embodiment of the invention.

In der vereinfachten schematischen Darstellung der F i g. 1 ist der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung gezeigt. Der Materialstreifen 12 verläuft zwischen den Spulen 10 und 11, auf die er aufgewickelt ist. Die Spulen 10 und 11 werden durch Wellen 14 und 15 angetrieben, die zu den Motoren 16 bzw. 17 führen. Ein Fühler 18 wirkt mit dem Materialstreifen 12 zusammen. Gemäß Fig. 1 ist der Fühler 18 ein Kettenrad, dessen Zähne mit Perforationen in dem Materialstreifen zusammenwirken. Der Fühler 18 kann jedoch von beliebiger, zum Feststellen der Lage des Materialstreifens geeigneter Bauart sein, beispielsweise ein optischer Fühler oder ein unmittelbar mechanischer Fühler. Eine Welle 20 verläuft vom Fühler 18 zu einer Steuereinrichtung 21 und einem Potentiometer 22. Die Steuereinrichtung 21 erhält an ihrem Eingang 23 ein Signal, das die gewünschte Lage des iviaterialstreifens 12 darstellt. Die Steuereinrichtung 21 vergleicht das Signal des Fühlers 18 mit dem Signal am Eingang 23, erzeugt ein Fehlersignal und führt den Leitern 24 und 25 eine dem Fehlersignal proportionale Spannung zu, was dazu führt, daß die Motoren 16 und 17 in Richtung auf eine Verringerung des Fehlersignals betätigt werden, wie dies im Zusammenhang mit Servoanlagen bekannt ist. Die Anschlußklemmen des Potentiometers 22 sind über Leiter 30 und 31 mit den Feldwicklungen 26 und 27 verbunden und die Mittelanzapfung des Potentiometers 22 ist an eine Spannungsquelle 32 angeschlossen. Die Spannung der Quelle 32 wird den Feldwicklungen im entgegengesetzten Sinne zugeführt, d. h. so, daß die Motoren mit entgegengesetzt gerichteten Drehmomenten beaufschlagt sind, um am Materialstreifen eine Zugspannung aufrechtzuerhalten.In the simplified schematic representation of FIG. 1 is the basic structure of the invention Facility shown. The strip of material 12 runs between the spools 10 and 11, on which he is wound up. The reels 10 and 11 are driven by shafts 14 and 15 that lead to the motors 16 or 17 lead. A sensor 18 interacts with the material strip 12. According to Fig. 1 is the Sensor 18 a sprocket, the teeth of which cooperate with perforations in the strip of material. the However, the sensor 18 can be of any type suitable for determining the position of the material strip, for example an optical sensor or a direct mechanical sensor. A shaft 20 extends from the feeler 18 to a control device 21 and a potentiometer 22. The control device 21 receives at its input 23 a signal which represents the desired position of the strip of material 12. The control device 21 compares the signal of the sensor 18 with the signal at the input 23, generates an error signal and performs the Conductors 24 and 25 apply a voltage proportional to the error signal, causing motors 16 and 17 be operated in the direction of reducing the error signal, as related to Servo systems is known. The terminals of the potentiometer 22 are on conductors 30 and 31 with the Field windings 26 and 27 are connected and the center tap of the potentiometer 22 is connected to a voltage source 32. The voltage of the source 32 is fed to the field windings in the opposite sense, i.e. H. so that the motors with opposite Directed torques are applied to maintain a tensile stress on the strip of material.

Das Antriebsmoment und die auf den Materialstreifen einwirkende Zugspannung werden durch die gleichen Motoren erzeugt. Dabei läßt sich im Materialstreifen eine konstante Zugspannung aufrechterhalten, selbst wenn sich im wesentlichen der gesamte Materialstreifen auf der einen Spule und nur ein kurzer Abschnitt des Materialstreifens auf der anderen Spule befindet.The drive torque and the tensile stress acting on the material strip are the same Engines produced. A constant tensile stress can be maintained in the material strip, even if there is essentially all of the strip of material on one spool and only a short section of the Strip of material is on the other spool.

Die Betriebsweise der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung ist wie folgt: Falls der Materialstreifen in eine neue Lage gebracht werden soll, wird am Eingang 23 ein entsprechendes Signal eingegeben. Durch das in der Steuereinrichtung; 21 erzeugte Fehlersignal wird den Feldwicklungen 26 und 27 eine Spannung zugeführt, infolge der die Motoren 16 und 17 die Spulen 10 und 11 verdrehen. Infolgedessen wird der Materialstreifen 12 verschoben und der Fühler 18 verdreht, wodurch der Steuereinrichtung 21 über die Welle 20 ein Signal zugeführt wird. Wenn das Eingangssignal am Eingang 23 und das über die Welle 20 zugeführte Signal zu keinem Fehlersignal führen, wird der Materialstreifen in seiner neuen Lage angehalten. Die Spannung vom Potentiometer 22 wird gemeinsam mit der Spannung der Steuereinrichtung den Motoren zugeführt und sorgt für einen rucklreien, raschen Transport und die Aufrechterhaltung einer konstanten Zugspannung.The operation of the device shown in Fig. 1 is as follows: If the strip of material is in a new one Is to be brought into position, a corresponding signal is entered at input 23. Through that in the Control device; 21 generated error signal, the field windings 26 and 27 is supplied with a voltage, as a result of which the motors 16 and 17 the coils 10 and 11 twist. As a result, the strip of material 12 is displaced and the sensor 18 is rotated, whereby the Control device 21 via the shaft 20 is supplied with a signal. When the input signal at the input 23 and the signal supplied via the shaft 20 does not lead to an error signal, the strip of material in stopped in its new location. The voltage from the potentiometer 22 is shared with the voltage the control device is fed to the motors and ensures smooth, rapid transport and the Maintaining a constant tension.

Wie bereits erwähnt, ist die erfindungsgemäße Streifen-Positioniereinrichtung insbesondere in Verbindung mit Navigationseinrichtungen verwendbar, wie dies im folgenden erläutert wird.As already mentioned, the strip positioning device according to the invention is in particular connected Can be used with navigation devices, as explained below.

Bei einer Navigationseinrichtung, die die Projektion einer Landkarte auf einen Bildschirm wirft, ist es im allgemeinen erforderlich, eine Kartendarstellung für einen großen Bereich zur Verfügung zu haben. Dies läßt sich am günstigsten dadurch erreichen, daß man einen Filmstreifen verwendet, der aus einer Vielzahl von Einzelbildern besteht, und den gewünschten Ausschnitt eines Einzelbildes auf den Schirm projiziert. So kann beispielsweise ein in einem Filmstreifen aufzuzeichnen der Flächenbereich in zwölf horizontale Zeilen und zwölf Spalten unterteilt werden, was 144 Einzelbilder ergibt. Jede horizontale Zeile wird dann in Filmstreifen durch eine Gruppe von 12 aufeinanderfolgenden Einzelbildern dargestellt. Um eine Lageänderung in einer der Horizontalrichtung (beispielsweise der Ost-West-Richtung) entsprechenden Richtung darzustellen, muß der Filmstreifen von einem Einzelbild zu einem benachbarten Einzelbild verschoben werden. Um eine Lageänderung zu veranschaulichen, wenn der angewählte Kartenpunkt den Rand des Films erreicht, also inIn the case of a navigation device that projects a map onto a screen, it is in generally required to have a map display available for a large area. This leaves The best way to achieve this is to use a strip of film made up of a plurality of Consists of individual images, and the desired section of a single image is projected onto the screen. So can for example, one in a filmstrip to record the surface area in twelve horizontal lines and twelve columns are divided, which results in 144 individual images. Each horizontal line is then turned into film strips represented by a group of 12 consecutive individual images. To change the position in one of the horizontal directions (for example the east-west direction) To represent the appropriate direction, the filmstrip has to move from a single frame to a adjacent single image can be moved. To illustrate a change in position when the selected Map point reaches the edge of the film, i.e. in

einer Richtung, die der senkrechten Richtung (beispielsweise der Nord-Südrichtung) entspricht, muß der Film um 12 Einzelbilder weiterverschoben werden. Dies ist im einzelnen in der oben erwähnten US-PS 32 08 636 erläutert.a direction that corresponds to the perpendicular direction (for example, the north-south direction), the film must can be shifted further by 12 frames. This is in detail in the above-mentioned US-PS 32 08 636 explained.

Bei einer Verschiebung des Filmstreifens ist es erforderlich, daß während normaler Lageänderung innerhalb eines Einzelbildes eine hohe Genauigkeit aufrechterhalten wird und daß ferner bei Lageänderungen von einer Bildgruppe zur anderen eine hohe Geschwindigkeit erreicht wird. Außerdem ist es wichtig, daß bei der Filmeinstellung keine Redundanz auftritt.When the filmstrip is shifted, it is necessary that during normal change in position a high level of accuracy is maintained within a single image and that furthermore in the event of changes in position a high speed is achieved from one group of images to another. It is also important that there is no redundancy in the film setting.

Zum leichteren Verständnis der erfindungsgemäßen Einrichtung werden im folgenden die zugrunde liegenden mathematischen Beziehungen kurz erläutert.To facilitate understanding of the device according to the invention, the following are the basis lying mathematical relationships briefly explained.

Es ist verständlich, daß Lageänderungen, die zu einer Überschreitung der Einzelbildränder in einer Nord-Südrichtung führen, die größten Schwierigkeiten machen, weil dabei der Filmstreifen um eine konstante Anzahl von Einzelbildern weiter transportiert werden muß. Daher werden im nachfolgenden hauptsächlich Nord-Süd-Änderungen erläutert.It is understandable that changes in position lead to the frame borders being exceeded in a north-south direction lead to the greatest difficulty, because doing the filmstrip by a constant number must be transported further by individual images. Therefore, in the following mainly north-south changes explained.

Zunächst sei die allgemeine Koordinatentransformation von einem Quadrat zu einem Streifen betrachtet, wobei X und Y die Lage eines Bezugspunktes im Quadrat und L und M die gleiche Lage auf dem Streifen darstellen. Dies ist in F i g. 2 veranschaulicht.First, consider the general coordinate transformation from a square to a stripe, where X and Y represent the position of a reference point in the square and L and M represent the same position on the stripe. This is in FIG. 2 illustrates.

Es seiBe it

A = Einzelbildhöhe A = frame height

B = Länge einer zusammengehörenden Gruppe von Einzelbildern B = length of a group of individual images that belong together

N = Gruppenkennzahl (d. h. die Zahl des Horizontalbildstreifens oder der Zeile von Einzelbildern).N = group code (i.e. the number of the horizontal strip of images or the line of individual images).

Die Koordinatentransformation ergibt sich durch:The coordinate transformation results from:

Y= AN+ M (1) Y = AN + M (1)

Es ist ersichtlich, daß N eine unstetige Funktion und gleich dem ganzzahligen Quotienten YIA ist, und daß ferner Meine periodische Funktion von yist.It can be seen that N is a discontinuous function and is equal to the integer quotient YIA , and furthermore that My is a periodic function of y.

Für den Fall, daß die ausgewählte Stelle an der Verbindungslinie zwischen Gruppe 0 und Gruppe 1 liegt, istIn the event that the selected point is on the connecting line between group 0 and group 1 lies is

und Gleichung (2) wirdand equation (2) becomes

M = A(\-N) M = A (\ - N)

Falls N = 0 (d. h. bei Annäherung der Verbindungslinie von der Gruppe 0 her), dann ist M=A. If N = 0 (ie when the connecting line approaches from group 0), then M = A.

Falls N = 1 (d. h. bei einer Annäherung der Verbindungslinie von der Gruppe 1 her), dann ist M=O.If N = 1 (ie when the connecting line is approaching from group 1), then M = O.

Für den Fall, daß die angewählte Stelle auf der Verbindungslinie zwischen Gruppe 1 und Gruppe 2 liegt,dann ist:In the event that the selected point on the connecting line between group 1 and group 2 is then:

V=2/tV = 2 / t

M=Y-M = Y- ANON (2)(2) L= BNL = BN + X+ X (3)(3) X = L-X = L- BNBN (4)(4)

und die Gleichung (2) wird zuand equation (2) becomes

M=-4(2-/VJM = -4 (2- / VJ

Falls/V= !,dann M= A.
Falls N = 2, dann M = O. If / V =! Then M = A.
If N = 2, then M = O.

Es ist ersichtlich, daß über den gesamten Bereich voi Vder Gesamtbereich von Mzwischen 0 und A liegt, um daß Λ/als unabhängige Eingabe vorliegen muß.
ίο In gleicher Weise läßt sich zeigen, daß X eint periodische Funktion von L ist. X ist jedoch eir Eingangssignal und L ist die abgeleitete Funktion Daher sollte Gleichung (3) betrachtet werden:It can be seen that over the entire range of V, the total range of M is between 0 and A in order that Λ / must be present as an independent input.
ίο In the same way it can be shown that X is a periodic function of L. However, X is an input signal and L is the derivative function, so equation (3) should be considered:

L = BN + XL = BN + X

Um den Wert von L zu bestimmen, muß wiederum die Größe NaIs Eingabe vorhanden sein. Somit ist für jeden Wert von X: To determine the value of L, the quantity NaI's input must again be present. So for every value of X:

L = X+ B,X+ 2B...X+ NB L = X + B, X + 2B ... X + NB

Daher lassen sich die Größen L und M dadurch berechnen, daß zu X bzw. Y feste Konstanten addiert werden.The quantities L and M can therefore be calculated by adding fixed constants to X and Y, respectively.

Bei dem für Navigationszwecke geeigneten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die periodische Verknüpfung zwischen M und Y und zwischen L und X benutzt. Der Wert/V wird als Näherungswert ermittelt, so daß der Filmstreifen zu der richtigen Gruppe transportiert wird, und die Eingaben X und Y werden zur genauen Positionierung des Filmstreifens benutzt.In the exemplary embodiment of the device according to the invention which is suitable for navigation purposes, the periodic link between M and Y and between L and X is used. The value / V is used as an approximation so that the filmstrip is fed to the correct group and the inputs X and Y are used to position the filmstrip precisely.

Die periodischen Beziehungen werden vorteilhafterweise durch Verwendung einer Synchro-Funktionsge-The periodic relationships are advantageously established by using a synchro-function

bung erhalten, da Synchrosignale bezüglich aller 360° mehrdeutig sind. Wenn jedoch Synchrosignale zur Lineareinstellung und nicht zur Winkeleinstellung benutzt werden, tritt eine zusätzliche Mehrdeutigkeit auf, die darauf beruht, daß der Servomotor die nächstliegende Nullstelle ansteuert. Zunächst wird daher erläutert, wie die ersterwähnte Mehrdeutigkeit ausgenutzt und der Einfluß der zweiterwähnten Mehrdeutigkeit ausgeschaltet wird.Exercise received, since synchro signals are ambiguous with respect to all 360 °. However, if synchro signals to Linear adjustment and not used for angular adjustment, there is an additional ambiguity which is based on the fact that the servomotor drives the nearest zero point. First will therefore explains how the first-mentioned ambiguity is exploited and the influence of the second-mentioned Ambiguity is eliminated.

In Fig.3 ist eine Servoeinrichtung mit einerIn Figure 3 is a servo with a

Schalteinrichtung gezeigt, die für einen Antrieb über 180° sorgt. Die Servoeinrichtung enthält einen Steuerempfänger 34, dessen Ausgangswicklung über einen einpoligen Kippschalter 35 und einen zweipoligen Kippschalter 36 mit einem Verstärker 37 verbunden ist.Switching device shown, which provides a drive over 180 °. The servo contains a control receiver 34, whose output winding has a single-pole toggle switch 35 and a two-pole Toggle switch 36 is connected to an amplifier 37.

Der Schalter 36 dient zur Spannungsumkehr der dem Verstärker 37 zugeführten Spannung, wodurch der Bereich der Synchroeinrichtung auf 180° begrenzt wird. Hierdurch wird der Einfluß der zweiterwähnten Mehrdeutigkeit ausgeschaltet, da die nächstliegendeThe switch 36 is used to reverse the voltage supplied to the amplifier 37, whereby the Area of the synchro device is limited to 180 °. This increases the influence of the latter Ambiguity eliminated as the most obvious

Nullstelle stets innerhalb des Bereichs von 180° liegt. Der Verstärker 37 dient zum Antrieb eines Motors 38, dessen Ausgangswelle mit der Welle der Spule 11 verbunden ist. Der Motor 38 entspricht dem in Fig. 1 gezeigten Motor 17. Der Verstärker 37 kann natürlich zum Antrieb beider die Spulen antreibenden Motoren benutzt werden, jedoch ist lediglich ein Motor in F i g. 3 gezeigt.Zero is always within the range of 180 °. The amplifier 37 is used to drive a motor 38, the output shaft of which is connected to the shaft of the coil 11. The motor 38 corresponds to that in FIG. 1 The motor 17 shown. The amplifier 37 can of course be used to drive both of the motors driving the coils can be used, but only one motor is shown in FIG. 3 shown.

Wenn der Schalter 36 zwecks Spannungsumkehr betätigt wird, wird der Schalter 35 kurzzeitig betätigt und sorgt für eine Spannung, die den Motor 38 zur Drehung in der gewünschten Richtung veranlaßt. Wenn der Schalter 35 erneut den Steuerempfänger 34 mit dem Schalter 36 verbindet, treibt der Motor den Fühler 18 bisWhen the switch 36 is actuated for the purpose of reversing the voltage, the switch 35 is actuated briefly and provides a voltage which causes the motor 38 to rotate in the desired direction. When the switch 35 connects the control receiver 34 to the switch 36 again, the motor drives the sensor 18 bis

zu einer Lage weiter, die gegenüber der ursprünglichen Lage um 180° verdreht ist. Diese Verdrehung läßt sich mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit durchführen. Dabei ist die Drehung von 180° gleich der Länge einer Filmbildgruppe B. Hierdurch wird die erstgenannte Mehrdeutigkeit ausgenutzt und ein genaues, periodisches Einstellsignal erzeugt.to a position that is rotated 180 ° from the original position. This rotation can be carried out at a relatively high speed. The rotation of 180 ° is equal to the length of a film image group B. This makes use of the first-mentioned ambiguity and generates an accurate, periodic setting signal.

Die gleiche Einrichtung läßt sich für eine Verstellung des Films in Querrichtung verwenden, wobei eine Drehung um 180° die Filmstreifenhöhe Λ darstellt.The same device can be used for a movement of the film in the transverse direction, with one Rotation by 180 ° represents the film strip height Λ.

Da die für eine genaue Positionierung benötigten Signale M und L periodische Funktionen von X und Y - den Koordinaten des Kartenbereiches — sind, und da sie für jedes Einzelbild eindeutig sind, wird für N lediglich ein Näherungswert benötigt, um den Kartenstreifen an einer beliebigen Stelle innerhalb des richtigen Einzelbildes zu positionieren. Dies bedeutet, daß der Wert N nicht exakt ermittelt werden muß. Er läßt sich durch eine stufenförmige Funktion darstellen, bei der der Wert von N nicht entscheidend ist, bei der jedoch der Wechsel von einem Wert zum andern scharf oder steil ansteigend und ziemlich genau vorliegen muß. Since the signals M and L required for precise positioning are periodic functions of X and Y - the coordinates of the map area - and since they are unique for each individual image, only an approximate value is required for N in order to locate the map strip at any point within to position the correct single image. This means that the value N does not have to be determined exactly. It can be represented by a step-shaped function in which the value of N is not decisive, but in which the change from one value to another must be sharp or steeply rising and fairly precisely.

Der in Fig.4 gezeigte Schaltkreis erzeugt eine näherungsweise Stufenfunktion, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist. Gemäß Fig.4 überträgt eine Welle 40 ein Drehsignal, das Y (in km) darstellt. Diese Welle treibt die verstellbare Anzapfung des Potentiometers 41 an, das der Leitung 42 eine Spannung zuführt, die sich in Abhängigkeit von Y ändert. Die Welle 40 führt außerdem zum Eingang der Synchroeinrichtung 43. Das elektrische Ausgangssignal E₀ der Synchroeinrichtung 43 ist in der Leitung 44 vorhanden. In Fig.5 ist das Ausgangssignal £₀ über Vaufgetragen. Es ist ersichtlich, daß dies eine angenäherte Stufenfunktion darstellt.The circuit shown in FIG. 4 generates an approximate step function as shown in FIG. 5 is shown. According to FIG. 4, a shaft 40 transmits a rotation signal which represents Y (in km). This wave drives the adjustable tap of the potentiometer 41, which supplies the line 42 with a voltage which changes as a function of Y. The shaft 40 also leads to the input of the synchro device 43. The electrical output signal E _{0 of} the synchro device 43 is present in the line 44. The output signal £ _{0 is} plotted against V in FIG. It can be seen that this is an approximate step function.

Falls dem in F i g. 4 gezeigten Schaltkreis ein Phasendetektor zugeschaltet wird, wie dies in Fig.6 gezeigt ist, läßt sich die Wellenform der Stufenfunktion verbessern. Gemäß F i g. 6 ist ein Phasendetektor 45 mit einer Wicklung der Synchroeinrichtung 43 verbunden, und der Ausgang des Phasendetektors ist an den Magneten 46 eines magnetbetätigten Schalters 47 angeschlossen. Durch den Phasendetektor 45 wird der Schalter 47 im Bereich von 0 bis 180° in die eine Schaltlage und im Bereich von 180° bis 360° in die andere Schaltlage gebracht. Das Ausgangssignal R'_o ist in der Leitung 48 vorhanden. In F i g. 7 ist das Ausgangssignal E₀ über Y aufgetragen. Es ist ersichtlich, daß durch die Umschaltung des Schalters 47 die Stufenfunktion im wesentlichen vertikal zwischen aufeinanderfolgenden Plattformen verläuft. Somit wird zwischen den Plattformen ein scharfes oder steil ansteigendes Ausgangssignal erhalten und das Auftreten eines Plattformwerts läßt sich genau feststellen, wobei der Plattformwert selbst nicht sehr genau vorliegt. Hierdurch wird N in geeigneter Weise dargestellt.If the in Fig. 4, a phase detector is switched on, as shown in FIG. 6, the waveform of the step function can be improved. According to FIG. 6, a phase detector 45 is connected to one winding of the synchronizer 43, and the output of the phase detector is connected to the magnet 46 of a magnetically operated switch 47. By means of the phase detector 45, the switch 47 is brought into one switch position in the range from 0 to 180 ° and into the other switch position in the range from 180 ° to 360 °. The output signal R ' _o is present on line 48. In Fig. 7, the output signal E _{0 is} plotted against Y. It can be seen that by toggling switch 47 the step function is essentially vertical between successive platforms. A sharp or steeply rising output signal is thus obtained between the platforms and the occurrence of a platform value can be precisely determined, although the platform value itself is not very precisely available. This appropriately represents N.

Der Phasendetektor 45 läßt sich auch dazu verwenden, die Schalter 35 und 36 (Fig.3) zu betätigen und somit die zum Anwählen einer Bildgruppe benötigte grobe Filmeinstellung und die innerhalb eines Einzelbildes erfolgende genaue Filmeinstellung zu synchronisieren. The phase detector 45 can also be used to operate the switches 35 and 36 (FIG. 3) and thus the coarse film setting required to select a picture group and that within a single picture to synchronize the exact film setting taking place.

In Fig.8 ist in vereinfachter schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Einrichtung gezeigt, in der die gerade beschriebenen Einrichtungsabschnitte enthalten sind. Auf den beiden Spulen 10 und 11 ist der Filmstreifen 12' aufgewickelt. Die Spulen 10 und 11 sind über Wellen 14 bzw. 15 mit den Servomotoren 50 und 51 verbunden. Die Servoeinrichtungen enthalten die Motoren 50, 51 und Generatoren 74 und 75. Die Generatoren 74 und 75 dienen zur Erzeugung eines Geschwindigkeits-Rückkopplungssignals, wie dies weiter unten beschrieben ist, und sind für das Verständnis der Betriebsweise nicht unbedingt erforderlich. Den Wicklungen 52 und 53 kann eine um 90° phasenverschobene Wechselspannung und den Wicklungen 54 und 55 kann eine nicht-phasenverschobene Wechselspannung zugeführt werden. Die zum Antrieb oder zur Drehmomentenerzeugung benötigte Spannung wird den Wicklungen 56 und 57 über Verstärker 58 bzw.59 zugeführt.In Fig.8 is a simplified schematic representation a device according to the invention is shown in which the device sections just described contain are. The film strip 12 'is wound onto the two reels 10 and 11. The coils 10 and 11 are Connected to servomotors 50 and 51 via shafts 14 and 15, respectively. The servos contain the Motors 50, 51 and generators 74 and 75. The generators 74 and 75 are used to generate a Speed feedback signals as described below and are for understanding the operating mode is not absolutely necessary. The windings 52 and 53 can be phase shifted by 90 ° AC voltage and the windings 54 and 55 can be a non-phase-shifted AC voltage are fed. The voltage required for driving or generating torque is supplied to the windings 56 and 57 fed through amplifiers 58 and 59, respectively.

Die Verstärker 58 und 59 erhalten jeweils zwei Eingangssignale. Ein Eingangssignal ist das Fehlersignal, das über die Leitungen 61 und 62 von der Steuereinrichtung 63 zugeführt wird. Das andere den Verstärkern 58 und 59 zugeführte Eingangssignal ist das von der Zugspannungs-Steuereinrichtung 60 herkommende Zugspannungs- Einstellsignal (dessen Erzeugung in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben wurde, das jedoch auch von einem elektronischen Spannungsgenerator erzeugt werden kann). Die Zugspannungs-Steuereinrichtung spricht auf die von dem Fühler 18 abgetastete Stellung des Filmstreifens 12' an.The amplifiers 58 and 59 each receive two input signals. An input signal is the error signal, which is fed via the lines 61 and 62 from the control device 63. The other, amplifiers 58 and 59 is the input signal coming from the tension control device 60 Tension adjustment signal (the generation of which was described in connection with FIG. 1, but this too can be generated by an electronic voltage generator). The tension controller responds to the position of the filmstrip 12 'sensed by the sensor 18.

Die Steuereinrichtung 63 erhält mehrere Eingangssignale. Ein Eingangssignal ist das Fein-Einstellsignal, das über die Leitung 64 von einem Rückkopplungs-Steuerempfänger 65 kommt, der vom Fühler 18 über den Schaft 20 angetrieben wird. Der Steuerempfänger 65 wird auf bekannte Weise erregt. Andere Eingangssignale sind die gewünschten Karten-Bezugsstellensignale X und V, die den Eingängen 66 und 67 zugeführt werden. Ein weiteres Eingangssignal ist der Wert von N, der über die Leitung 68 von dem Funktionsgenerator 70 kommt, der VaIs Eingabe erhält. Die Erzeugung von N ist bereits in Verbindung mit F i g. 4, 5, 6 und 7 erläutert worden. Das verbleibende Eingangssignal wird der Steuereinrichtung 63 über die Leitung 71 zugeführt. Die Leitung 71 verbindet die Wicklungen 72 und 73 der Generatoren 74 und 75. Die Leitung 71 führt ein Signal, das die Vorschubgeschwindigkeit oder Drehgeschwindigkeit des Servoantriebs darstellt und somit ein Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal bildet, das zur Stabilisierung der Servoeinrichtung verwendet wird.The control device 63 receives several input signals. One input signal is the fine adjustment signal which comes via line 64 from a feedback control receiver 65 which is driven by the probe 18 via the shaft 20. The control receiver 65 is energized in a known manner. Other input signals are the desired X and V card fiduciary signals which are applied to inputs 66 and 67. Another input is the value of N which comes on line 68 from function generator 70 which receives VaI's input. The generation of N is already discussed in connection with FIG. 4, 5, 6 and 7 have been explained. The remaining input signal is fed to the control device 63 via the line 71. Line 71 connects windings 72 and 73 of generators 74 and 75. Line 71 carries a signal which represents the feed rate or rotational speed of the servo drive and thus forms a speed feedback signal which is used to stabilize the servo device.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich auch für einen Digital-Betrieb verwenden. Das heißt, die Karten-Bezugspunktsignale X und Y können digitaler Art sein, die Berechnungen oder Koordinatenumwandlungen und die Ermittlung von N kann digital erfolgen und bevor die Signale den Feldwicklungen oder Steuerwicklungen der Antriebsmotoren für die Spulen zugeführt werden, kann eine Digital-Analogumwandlung erfolgen.The device according to the invention can also be used for digital operation. That is, the map reference point signals X and Y can be digital, the calculations or coordinate conversions and the determination of N can be done digitally and before the signals are fed to the field windings or control windings of the drive motors for the coils, a digital-to-analog conversion can take place.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich zur Umwandlung einer durch zwei Signale dargestellten Bezugsstelle in eine Bezugsstelle auf einem Filmstreifen verwenden und eignet sich insbesondere für Projektionszwecke in Navigationseinrichtungen, und stellt eine verbesserte Einrichtung zur genauen Positionierung eines Materialstreifens dar.The device according to the invention can be used to convert a signal represented by two signals Use reference point in a reference point on a filmstrip and is particularly suitable for projection purposes in navigation devices, and provides an improved device for accurate positioning a strip of material.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 709837/134 For this purpose 2 sheets of drawings 709837/134

Claims

Patent claims:

ί. Device for positioning a material strip that can be moved back and forth between a take-up reel and a supply reel, with a drive for moving the material strip in both directions, with a position transmitter for the position of the material strip and with a control circuit for the drive, which consists of a | ₀ adjustable setpoint position signal and the actual position signal generated by the position transmitter generates an error signal, and controls the drive so that the error signal becomes zero, characterized in that an electric motor ( 16, 17; 50, 51) is provided, to which, in addition to the error signal causing the position adjustment, a voltage signal that is variable depending on the winding reel diameter is fed to maintain an approximately constant tensile stress.

2. Device according to claim 1, characterized in that the variable voltage on one Potentiometer (22) is tapped, its wiper with the position transmitter and a voltage source is connected and that the field windings of the electric motors to the opposite fixed terminals of the potentiometer are connected.

3. Device according to claim 1 or 2, in which the material strip is a film strip consisting of a series of individual images arranged next to one another, each individual image of which represents a section of a card surface, the individual images on the film strip being arranged in several image groups, each group of which contains the same number of individual images and represents one line of the card area and adjacent groups on the film strip represent lines of the card area lying directly next to one another, and the groups are denoted by consecutive codes 1, 2, ..., η , characterized in that the control device (23) receives two externally input signals which represent the X and F coordinates of a card location and additionally generates a signal L which represents a desired position of the film strip and is formed according to the equation L = BN + X , where B is the length of the filmstrip containing a group of images and N is the number of the Group in the row 1, 2, .... η , and that the error signal is formed by comparing the signal generated by the sensing device and the signal L.

4. Device according to claim 3, characterized in that a control receiver (34) with an input shaft connected to the shaft of the position transmitter (18) and an electrical output winding, an amplifier (37; 58,59), the output of which with the field windings (56 , 57) is connected and supplies them with the error signal, and a control circuit is provided which lies between the output winding of the control receiver (34) and the input of the amplifier (37) and switching devices (35 contains 36) from the one access at a size change of N to the respective other switching state and thereby reverse the sign of the fed to the input of the amplifier signal to open the control circuit for a short time and this carry a fixed signal by which the film strip to the length of E transported and the input shaft of the control receiver is rotated by 180 °.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that a synchroresolver (43) with a first and second output winding and an input shaft (40), the angular position of which is dependent on the signal representing the variable V, is used to generate a signal representing the code number N is adjustable, a reversing switching device (47) which is connected to the first output winding of the synchroresolver and is provided with two terminals, an adjustable voltage source (E) which can be regulated as a function of the signal representing the size Y and the first connecting terminal of the reversing switching device supplies changed voltage as a function of the V signal, a phase detector (45) connected to the second output winding of the synchroresolver and an actuating device (46) connected to the reversing switching device (47) and the phase detector (45) and the reversing switching device actuated when a phase change is determined at the second output winding of the synchroresolver , the signal representing the code number N being present at the second connection terminal of the reversing switching device.