DE2039535C2 - Einrichtung zur Steuerung der elektromechanischen Positionierung des Typenträgers eines seriellen Schreibwerks - Google Patents

Description

Die im nachfolgenden beschriebene Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der elektromechanischen Positionierung des Typenträgers eines erteilen Schreibwerks gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Bei Schreibwerken mit diskontinuierlich bzw. kontinuierlich umlaufenden Typenträgern, die prinzipiell bekannt sind und wegen ihres geringen technischen Aufwandes vor allem bei Schreibmaschinen, Datenerfassungs- und Datenübertragungs-Systemen, sowie elektronischen Rechenmaschinen verwendet werden, ist es seit langem üblich, mittels einer elektronischen Vergleichsschaltung, die mit dem Typenträger synchronisiert ist die Typen auszuwählen, bei Gleichheit des eingegebenen Zeichens mit einer der umlaufenden Typen ein Signal zu erzeugen, das den Schreibvorgang einleitet (vgl. DE-AS 12 82 658).

Vor allem bei seriell arbeitenden Schreibwerken lag immer schon das Ziel vor, die Schreibleistung, d. h. die Größe »Zeichen/Zeiteinheit« möglichst zu steigern. Durch die vorzitierte Druckschrift wird hierfür die Lehre vermittelt, die Schrittschaltvorrichtung oder eine ihr zugeordnete Steuerschaltung mit einer Zeitverzögerungsschaltung so zusammenwirken zu lassen, daß bei der Schrittbewegung diese und die Auswahl und Einstellung der umlaufenden Typen in Abhängigkeit

von der jeweiligen Stellung des Typenelements und der Rotationsgeschwindigkeit einander zeitlich überlagert sind.

In der DE-OS 18 11275 ist eine Einrichtung zur Einstellung des Typenträgers unter Verwendung einer Code-Vergleichs-Einrichtung beschrieben, wobei binäre elektronische Baugruppen für der. Vergleich von IST-Stellungen und SOLL-Stellungen des Typenträgers als Stand der Technik vorausgesetzt werden. Zur Vereinfachung des Aufbaus solcher Einrichtungen wird dabei für die Steuerung der Verstellung des Typenträgers ein elektronischer Binär-Volladdierer vorgeschlagen, in dem der IST-Positioasweri — durch Winkelcodierer abgetastet — und der logisch invertierte SOLL-Positionswert verknüpft und aus dem Verknüpfungsergebnis ein Signal für die Verstellung in der einen oder in der anderen Richtung abgeleitet werden.

Für den Durchschnittsfachmann ist die beschriebene Lehre in anderer Form dahingehend zu verstehen, daß sich die Verstellungsrichtung als positiv ergibt, wenn die Summe aus IST-Positionswert a und invertiertem SOLL-Positionswert b*=MAX-b, z. B. größer als null, und negativ, wenn sie kleiner als null ist:

Max-(β+A) ff°.^ßer als null: Richtung P^0Sltlv (dh. umgekehrt), kiemer ^^ negativ

Dieser Vorschrift ist nun, wie die Rechnung mit Beispielen zeigt, nicht zu entnehmen, welche Kriterien dafür verwertet werden, daß die Verstellung unter zwingenden Bedingungen entweder in e'er positiven oder in der negativen Richtung erfolgen soll. Das Ergebnis des Volladiierers kann nämlich im Rahmen der erfindungswesentlich offenbarten Zusammenhänge in solchen Fällen, bei denen der SOLL-Positionswert kleiner ist als der IST-Positionswert, genau umgekehrt zu den beschriebenen Verhältnissen kleiner oder größer als null sein, d. h. den längeren Positionsweg herbeiführen bzw. umgekehrt, je nachdem wie die Vorzeichen vorher festgelegt worden sind.

In der US-PS 29 27 676 ist ein Prägedrucker beschrieben, bei dem die eine Hälfte der Typen — z. B. kleine Buchstaben — auf einer Scheibe und die andere — z. B. große Buchstaben — auf einer anderen Scheibe angebracht sind. Die Positionierung der Typenstelle erfolgt mit Hilfe einer Decodierscheibe mit zwei konzentrischen vollen und einem ebenfalls konzentrischen in zwei Hälften aufgeteilten Ring, wodurch bei einer bestimmten Auswahl der Typentaste die Drehrichtung im oder gegen den Uhrzeigersinn erfolgt. Die Steuerung wird durch Bürstenabtastung der Kontaktringe bewirkt, wobei die Positionierung in einem Winkel kleiner als 180° durch Aktivierung des zugeordneten Magneten herbeigeführt wird. Die Vorrichtung benötigt also eine relativ große Zahl von mechanischen Fühleinrichtungen und Elektromagneten mit zugehörigen Schaltarmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für die Positionierung eines Typenträgers, z.B. eines Typenrads zu schaffen, bei der im Sinne der bereits vorhandenen Zielsetzung besser als mit den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen die Positionierungszeit in optimaler Weise vermindert ist, wobei die Kriterien für die Richtung und den Betrag der Verstellung ir; möglichst einfacher Weise definiert und zuverlässig ermittelt und verwertet werden, damit die Einrichtung praktisch wartungsfrei arbeitet und möglichst ohne kontaktierende mechanische Fühler auskommt.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst

Für die Berechnung des zweiten Differenzwerts zwischen der halben Zahl der möglichen Einstell-Positionen, d. h. der erreichbaren maximalen Differenz zwischen SOLL- und IST-Wert der Typenträgerstellung, und dem ersten Differenzwert sind die allgemeinen Rechenregeln mit binären Zahlen (vgl. STEINBUCH, Taschenbuch für Nachrichtenverarbeitung, 2. Auflage, 196?, insbesondere »Gleitkomma-Darstellung«, ab Seite 1042) anzuwenden, unter anderem diejenigen für das Rechnen mit nicht-ganzen Zahlen, wobei die Rechnung mit solchen Vielfachen oder mit Gleitkomma durchgeführt wird, daß der Differenzwert eine ganze Zahl ist.

Mit Hilfe dieser Einrichtung läßt sich, insbesondere in Verbindung mit weiteren Besonderheiten, wie sie Gegenstände der Unteransprüche sind, eine Positionierungszeit erreichen, die auf ein praktisch nicht zu unterbietendes Minimum gesenkt ist, weil die Verstellung jeweils auf dem kürzest möglichen Wege erfolgt. Bei der Entscheidung für Vorwärts- oder Rückwärts-Steuerung der Verstelleinrichtung, in Abhängigkeit von der Größe des Differenzwerts, kann selbstverständlich die der Hälfte der möglichen Einstellpositionen entsprechende Zahl selbst entweder der einen oder der anderen Zählrichtung zugeordnet werden.

Für die vorbeschriebene Einrichtung vermittelt die erfindungsgemäße Lehre zwei Varianten, in welchen beiden zunächst die SOLL-Position mit der derzeitigen IST-Position des Typenträgers verglichen wird. Bei der ersten Variante wird hierfür eine Vergleicherstufe verwendet, wobei ein IST-Wert-Ringspeicher durch eine solche Zahl von Impulsen umgeladen, bis die Vergleicherstufe Differenz »null« feststellt, und diese Zahl als erster Differenzwert in einen SOLL-Differenzwert-Speicher geladen wird. Durch einen Schwellwert-Oberwacher wird sodann ein zweiter Differenzwert zwischen der Hälfte der möglichen Einstell-Positionen und dem ersten Differenzwert gebildet und die Verstelleinrichtung je nachdem, ob der zweite Differenzwert kleiner oder größer als »null« ist, auf Vorwärts- bzw. Rückwärts-Steuerung geschaltet und so

so lange aus einer Steuereinheit mit Antriebsimpulsen beaufschlagt, bis der erste Differenzwert »null« ist. Bei der zweiten Variante wird als Vergleicherstufe ein Komparator verwendet, der die Größe der Differenz ermittelt und durch einen weiteren Vergleich mit der erreichbaren maximalen Differenz, d. h. der Hälfte der möglichen Einstell-Positionen, das Vorzeichen der Differenz feststellt, und abhängig von diesem Ergebnis einen Taktgeber steuert, dessen Impulse über einen Schalter für die Vorwärts- bzw. Rückwärts-Steuerung die Verstelleinrichtung und damit den Typenträger in die ausgewählte Position bringen.

Ergänzend ist zu erwähnen, daß als Verstelleinrichtungen zwar auch Hubmagnete, kontinuierlich laufende Motoren mit Schrittschalt-Getrieben, Linearmotoren usw. Verwendung finden können. Besonders einfach läßt sich die Erfindung aber realisieren, wenn als Verstelleinrichtung ein Schrittmotor dient. Insgesamt wird also der technische Fortschritt, wie er im einzelnen bereits

erläutert worden ist, und der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstandes sowohl durch die besonderen Einzelmerkmale als auch durch die Kombination, sowie beliebige Unterkombinationen aller beschriebenen Besonderheiten gewährleistet.

Im folgenden ist die Erfindung — entsprechend den beiden vorbeschriebenen Varianten — in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert; es stellen dar:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Positionierung eines Typenträgers erster Variante und

Fig.2 die Einrichtung zur Positionierung zweiter Variante.

Gemäß F i g. 1 ist das Eingabe-Register 2 ausgangsseitig an den einen Eingang der Vergleicherstufe 5 is angeschlossen, deren anderer Eingang mit dem Ausgang des IST-Wert-Ringspeichers 4 verbunden ist Der IST-Wert-Ringspeicher 4 befindet sich zu Beginn jedes Positioniervorgangs auf dem der Ausgangsposition des scheibenförmigen, durch Drehbewegung verstellbaren Typenrad 17 entsprechenden IST-Wert

Nach der Dateneingabe in das Eingabe-Register 2 wird der IST-Wert-Ringspeicher 4 durch den Taktgeber 6 so lange weitergeschaltet, bis die Vergleicherstufe 5 Koinzidenz feststellt und den Zählvorgang durch den schematisch dargestellten Schalter 7 unterbricht Der Zählvorgang umfaßt dabei ausschließlich den Vergleich von Speicherinhalten auf Koinzidenz. Da der IST-Wert-Ringspeicher 4 als Ringzähler ausgebildet ist und die gleiche Anzahl von Speicherplätzen aufweist wie Zeichen-Positionen am Umfang des Typenrads 17 vorhanden sind, entspricht die Anzahl der Schritte, welche das Typenrad 17 zurücklegen muß, um jeweils aus der Ausgangsposition in die SOLL-Position des zu druckenden Zeichens zu gelangen, der Differenz zwischen den Speicherinhalten für IST- und SOLL-Position, d.h. der in den IST-Wert-Ringspeicher 4 zu ladenden Impulse. Diese Impulse werden in dem parallel zum IST-Wert-Ringspeicher 4 an den Ausgang des Taktgebers 6 angeschlossenen SOLL-Differenzwert-Speicher 8, von der Zahl »null« ausgehend, gezählt und gespeichert Anschließend ermittelt der Schweliwert-Überwacher 20, ob der Inhalt des SOLL-Differenzwert-Speichers 8 über oder unter der Hälfte der größtmöglichen Zahl liegt, und steuert dabei in Abhängigkeit von seiner Entscheidung die Rückstellung des Speichers auf »null« auf kürzestem Weg.

Dieser Abschnitt des Arbeitsverfahrens der Einrichtung ermöglicht ersichtlicherweise die Bestimmung des kürzesten Wegs — vorwärts oder rückwärts — zwischen der derzeitigen IST-Position und der SOLL-Position des zu druckenden Zeichens. Wenn also z. B. der als Ringzähler ausgebildete SOLL-Differenzwert-Speicher 8 vom Taktgeber 6 bei 20 Speicherplätzen mit sieben Impulsen gespeist wurde, wird der Schwellwert-Überwacher 20 entscheiden, den SOLL-Differenzwert-Speicher durch Subtrahieren der sieben Impulse auf »null« rückstellen und die symbolisch dargestellten Schalteinrichtungen 14 und 12 entsprechend betätigen.

Der Taktgeber 10 gibt daraufhin Impulse an den SOLL-Differenzwert-Speicher 8 und an die Steuereinheit 18 zum Betrieb des Schrittmotors 16 ab, wobei dessen Drehrichtung infolge der gleichzeitigen Betätigung der Schalteinrichtungen 12 und 14 der Zählrichtur.g des SOLL-Differenzwert-Speichers entspricht. Nach der Subtraktion der beispielsweise sieben Impulse befindet sich der SOLL-Differenzwert-Speicher 8 wieder auf »null« und das Typenrad 17 hat durch Verdrehen des Schrittmotors 16 (»rückwärts«) um sieben Schritte seine SOLL-Position eingenommen. Der Schwellwert-Überwacher 20 schaltet nun die Schalteinrichtungen 12 und 14 auf »null« und löst z. B. über nichtdargestellte Einrichtungen den Abdruck des eingestellten Zeichens aus.

Zur Erläuterung sei weiterhin angenommen, daß im SOLL-Differenzwert-Speicher 8 siebzehn Impulse gespeichert worden sind. In diesem Fall entscheidet der Schwellwert-Überwacher 20 die Addition und der SOLL-Differenzwert-Speicher 8 wird durch drei Takte des Taktgebers 10 bei gleichzeitiger Ansteuerung des Schrittmotors 16 (»vorwärts«) auf »null« gebracht

F i g. 2 zeigt wie sich eine zusätzliche Vereinfachung der Erfindung erreichen läßt Im Betriebsablauf werden dabei die zu den zu druckenden Zeichen gehörenden SOLL-Positionswerte in den Eingabe-Datenspeicher 32 gespeichert Diese Inhalte werden im Komparator 34 mit der in dem Differenz-Ist-Wert-Speicher 36 befindlichen, der derzeitigen IST-Position des Typenrads entsprechenden Zahl verglichen. Der Komparator 34 stellt dabei fest ob der Differenzwert über oder unter der maximal erreichbaren Differenz liegt und leitet in Abhängigkeit davon durch entsprechende Steuerung des Taktgebers 30 und des ersten Umschalters 40 die Addition oder die Subtraktion von Einzel-Impulsen zum oder vom Wert im Differenz-IST-Wert-Speicher 36 unter gleichzeitiger Ansteuerung der Verstelleinrichtung 38 über die Steuereinheit 28 und über den zweiten Umschalter 42 ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der elektromechanischen Positionierung des Typenträgers eines seriel- s len Schreibwerks, z. B. des Typenrads eines Schreibwerks für Datenverarbeitung, oder dergleichen, mit einer Verstelleinrichtung und mit einem Geber für die jeweilige Position des Typenträgers als codiertes IST-Positionszeichen, mit einer als Vergleicherstufe dienenden binären arithmetisch-logischen elektronischen Einheit als Vergleicher für dieses der Eingabe-Information entsprechende SOLL-Positionszeichen, mit einer Verwertungseinheit für den hieraus gewonnenen Differenzwert je nach seinem Vorzeichen und je nach seinem Betrag für die Vorwärts- oder die Rückwärts-Steuerung der Verstelleinrichtung des Typenträgers, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausgang eines SOLL-Wert-Speichers (Eingabe-Register 2) für die SOLL-Position des Typenträgers (17) und der Ausgang eines als Ringzähler ausgebildeten IST-Wert-Ringspeichers (4), der die derzeitige IST-Position des Typenträgers (17) beinhaltet, an einer Vergleicherstufe (5) 2s angeschlossen sind, wobei der Inhalt des IST-Wert-Ringspeichers (4) aus einem Taktgeber (6) durch eine Anzahl von Impulsen umgeladen wird, bis die Vergleicherstufe (5) Differenz »null« zwischen beiden Speicherinhalten feststellt, wobei ein erster Differenzwert gleich der Zahl der dieser dabei in den IST-Wert-Ringspeicher (4) eingespeicherten Impulse in einen SOLL-Differenzwert-Speicher (8) geladen wird,

daß durch einen Schwellwert-Überwacher (20) dann ein zweiter Differenzwert zwischen der Hälfte der möglichen Einstell-Positionen und dem ersten Differenzwert ermittelt und, wenn der zweite Differenzwert kleiner oder größer als »null« ist, die Verstelleinrichtung (16) auf Vorwärts- bzw. Rückwärts-Steuerung geschaltet und mit Antriebsimpulsen beaufschlagt wird, die aus einer Steuereinheit (18), in deren Eingang ein weiterer Taktgeber (10) liegt, über eine Umschalteinrichtung (12, 14) zugeführt werden, solange der erste Differenzwert von »null« verschieden ist

2. Einrichtung zur Steuerung der elektromechanischen Positionierung des Typenträgers eines seriellen Schreibwerks, z. B. des Typenrads eines Schreibwerks für Datenverarbeitung, oder dergleichen, mit einer Verstelleinrichtung und mit einem Geber für die jeweilige Position des Typenträgers als codiertes IST-Positionszeichen, mit einer als Vergleicherstufe dienenden binären arithmetisch-logischen elektronischen Einheit als Vergleicher für dieses der Eingabe-Information entsprechende SOLL-Positionszeichen, mit einer Verwertungseinheit für den hieraus gewonnenen Differenzwert je nach seinem Vorzeichen und jo nach seinem Betrag für die Vorwärts- oder die Rückwärts-Steuerung der Verstelleinrichtung des Typenträgers, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines SOLL-Wert-Speichers (Eingabedatenspeicher 32) für die SOLL-Position des Typenträgers (17) und der Ausgang eines als Ringzähler ausgebildeten Differenz-Ist-Wert-Speichers (36), der die derzeitige IST-Position des Typenträgers (17) beinhaltet, an einen Komparator (34) angeschlossen sind, der außerdem ermittelt, ob die Differenz von SOLL- und IST-Wert der Typenträgersteilung größer oder kleiner der erreichbaren maximalen Differenz ist, und abhängig von diesem Ergebnis einen Taktgeber (30) steuert, dessen Impulse den Differenz-IST-Wert-Speicher (36) über einen Schalter (40) auf NULL setzen und über eine Steuereinheit (28) und einen Schalter (42) die Verstelleinrichtung (38) und damit den Typenträger (17) in die ausgewählte Position bringen.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der IST-Wert-Speicher (4 bzw. 36) zu Beginn jeder Schreibzeile mit dem Typenträger (17) auf eine Ausgangsstellung synchronisierbar ist

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß ein Eingang des SOLL-Differenzwert-Speichers (8) und ein Eingang des IST-Wert-Ringspeichers (4) an den Taktgeber (6) über einen Schalter (7) angeschlossen sind, der vom Ausgangssignal der Vergleicherstufe (5) gesteuert wird und bei Koinzidenz in der Vergleicherstufe (5) den Schalter (7) öffnet

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet daß dem Schwellwert-Oberwacher (20), der einen Vergleich des Differenzwerts aus SOLL- und IST-Positionszeichen-Zahlen mit dem halben Wert der größtmöglichen Differenz von Positionszahlen durchführt, ein SOLL-Differenzwert-Speicher (8) mit zwei über einen Schalter (12) vom Schwellwert-Oberwacher (20) gesteuerten Eingängen vorgeschaltet ist von denen einer parallel zu einem Eingang des IST-Wert-Ringspeichers (4) an einen ersten Taktgeber (6) und der andere an den Ausgang eines zweiten Taktgebers (10) angeschlossen ist

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstelleinrichtung (16) ein Schrittmotor dient