DE2103196A1

DE2103196A1 - Measuring device

Info

Publication number: DE2103196A1
Application number: DE19712103196
Authority: DE
Inventors: Christopher J Thomas Graham I Shepherd Alexander T Edm burgh Schottland Kennedy (Großbritannien)
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1971-01-23
Filing date: 1971-01-23
Publication date: 1972-07-27

Description

Meßvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Messung der Lage eines Gegenstandes relativ zu einem anderen Gegenstand. Measuring device The invention relates to a measuring device for measurement the position of an object relative to another object.

Die Erfindung betrifft insbesondere die numerische Messung der Bewegung eines Maschinenwerkzeuges, wobei der erste Gegenstand der Rahmen der Maschine ist, der als Bezugsgegenstand fungiert, während der zweite Gegenstand ein beweglicher Teil, wie z.B.The invention particularly relates to the numerical measurement of motion a machine tool, the first object being the frame of the machine, which acts as a reference object, while the second object is a movable one Part, such as

der Arbeitstisch ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.the work table is. However, the invention is not limited to this embodiment limited.

Es ist bekannt, zur Messung von bestimmten Positionen eines Gegenstandes einen Impulszähler zu verwenden, der die Größe einer Bewegung gegenüber einem Bezugspunkt - anzeigt. Eine Anordnung in dieser Art git keine absolute Messung bzw. Ablesung an, da jede Unterbrechung der Energiezufuhr z.B. infolge eines Fehlers im Netz dazu führt, daß der Zähler seine gespeicherten Werte verliert und nicht in der Lage ist, die Positionsanzeige nach der Unterbrechung wieder herzustellen, es sei denn, es wird eine unverhältnismäßig große Anzahl von Spuren verwendet, die sich über die gesamte Länge der Bewegung erstrecken.It is known to measure certain positions of an object to use a pulse counter that measures the amount of movement relative to a reference point - indicates. An arrangement of this kind does not give an absolute measurement or reading at, because every interruption of the energy supply, e.g. as a result of a fault in the network, is added leads to the fact that the counter loses its stored values and is not able to to restore the position indicator after the interruption unless it a disproportionately large number of tracks are used that span the Extend the entire length of the movement.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, eine absolute Positionsanzeige zu liefern, bei Verwendung von nur zwei sich über die volle Länge erstreckenden Spuren.The invention is therefore based on the object of a measuring device of the type mentioned, which makes it possible to provide an absolute position indicator to be delivered using only two full-length extensions Traces.

Erfindungsgemäß wird dies bei der eingangs genannten Meßvorrichtung zur Bestimmung der Position eines ersten Gegenstandes der relativ zu einem zweiten Gegenstand beweglich ist, erreicht durch ein Code-Glied, das am ersten Gegenstand angebracht ist und eine Reihe von binären digitalen Elementen trägt, das sich in Richtung der Relativbewegung erstreckt, wobei irgendeine Gruppe einer vorgegebenen Anzahl von N aufeinanderfolgender Elemente sich im Muster (pattern) von irgendeiner anderen Gruppe von N aufeinanderfolgender Elemente unterscheidet, ferner durch eine Identifiziereinrichtung, die in irgendeiner Relativstellung der Gegenstände innerhalb des Auflösungsvermögens der Muster betätigbar ist, um ein Meßsignal abzuleiten, das diese Position angibt, ausgedrückt durch eine besondere Gruppe dieser Gruppen.According to the invention, this is the case with the measuring device mentioned at the beginning to determine the position of a first object relative to a second Object is movable, achieved by a code link attached to the first object is attached and carries a number of binary digital elements that are in Direction of relative movement extends, with any group of a given Number of N consecutive elements in the pattern of any one different group of N consecutive elements, furthermore by a Identification device in any relative position of the objects within the resolution of the pattern can be actuated in order to derive a measurement signal, that indicates this position, expressed by a particular group of these groups.

Die Identifiziereinrichtung umfaßt zweckmäßigerweise eine Wandler-und Speicherstufe, ferner eine Ubertragungseinrichtung, um auf Wandler- und Speicherstufe in irgendeinem gegebenen Augenblick das digitale Muster der besonderen Gruppe zu übertragen, die diese Relativstellung des ersten Gegenstandes in diesem Moment darstellt, einen Code-Generator, der durch eine Impuls-Erregung betätigbar ist, um aufeinanderfolgende dieser Gruppen-Muster aufzubauen, eine Quelle zur Impulserregung des Code-Generators, eine Vergleichseinrichtung, die mit der Wandler- und Speicherstufe und dem Code-Generator verbunden ist, so daß sie anspricht, wenn ihre Muster diesselben sind, und durch eine Ausgangseinrichtung, um das genannte Meßsignal von der Anzahl der angelegten Impulse abzuleiten, um den Code-Generator zu erregen, um die Vergleichseinrichtung zum Ansprechen zu bringen.The identification device expediently comprises a converter and Storage stage, furthermore a transmission device to convert to converter and storage stage at any given moment assigns the digital pattern to the particular group transferred that this relative position of the first object in this moment represents a code generator that can be actuated by a pulse excitation is a source of impulse excitation in order to build up successive of these group patterns of the code generator, a comparison device that works with the converter and storage stage and connected to the code generator so that it responds when its pattern is the same are, and by an output device to the said measurement signal from the number derive the applied pulses to excite the code generator to the comparison device to respond.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der Fig. 1 ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.An example embodiment of the invention is provided below explained in detail with reference to the drawing, in FIG. 1 a simplified schematic Diagram of an embodiment of the invention shows.

Fig. 2 und 3 zeigen Ansichten in den Richtungen II und III eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 1.Figures 2 and 3 show views in directions II and III of a part the device according to FIG. 1.

Fig. 4,6,7,8 u.10 zeigen weitere Ausführungsformen.4, 6, 7, 8 and 10 show further embodiments.

Fig. 5 zeigt ein Detail der Ausführungsform nach Fig. 4.FIG. 5 shows a detail of the embodiment according to FIG. 4.

Fig. 9 zeigt eine alternative Ausfthrungsform eines Teils der vorgenannten Ausführungsformen.Fig. 9 shows an alternative embodiment of part of the aforesaid Embodiments.

Nach den Fig. 1 bis 3 umfaßt eine Meßvorrichtung für die Stellung eines Werktisches eines Maschinenwerkzeuges relativ zum ortsfesten Rahmen, wobei eine absolute Anzeige dieser Stellung erzielt wird, ein Code-Glied in Form eines optischen Gitters 11, das am Rahmen 10 angrenzend an eine erste Abtasteinrichtung angebracht ist, wobei die Abtasteinrichtung in Form eines teilweise entfernten schraubenlinienförmigen Schlitzes 12 ausgebildet ist (Fig.2), und zwar auf der im übrigen undurchsichtigen gekrümmten Oberfläche einer Trommel 13A. Die Trommel ist in Lagern 14 (Fig. 3) gelagert, die von Stützen 15 des Werktisches 16 gehalten werden, und sie wird durch einen Motor 17 angetrieben, der ebenfalls am Werktisch angebracht ist, wobei sie sich um eine Achse 18 dreht, die mit der Bewegungsrichtung fluchtet. Diese Richtung ist normal zur Papierebene in Fig. 1, jedoch parallel zu dieser in den Fig. 2 und 3. In Fig. 2 sind die Lager der Trommel aus Gründen der Ubersichtlichkeit weggelassen.According to FIGS. 1 to 3 comprises a measuring device for the position a work table of a machine tool relative to the stationary frame, wherein an absolute display of this position is achieved, a code member in the form of a optical grating 11 on the frame 10 adjacent to a first scanning device is attached, the scanning device in the form of a partial distant helical slot 12 is formed (Figure 2), on the im remaining opaque curved surface of a drum 13A. The drum is stored in bearings 14 (Fig. 3) which are held by supports 15 of the workbench 16, and it is driven by a motor 17 also mounted on the work table rotating about an axis 18 which is aligned with the direction of movement. This direction is normal to the plane of the paper in FIG. 1, but parallel to it in FIG Figs. 2 and 3. In Fig. 2, the bearings of the drum are for the sake of clarity omitted.

Der Schlitz 12 wird durch eine Lichtquelle im Inneren der Trommel 13A bestrahlt bzw. durchstrahlt. Diese kann rohrförmig ausgebildet und koaxial zur Achse 18 der Trommel ausgerichtet sein. In Fig. 1 ist sie durch das Lager 14 verdeckt, ihre Lage wird jedoch durch den gestrichelten Kreis 19 angedeutet.The slot 12 is illuminated by a light source inside the drum 13A irradiated or penetrated. This can be tubular and coaxial with Be aligned axis 18 of the drum. In Fig. 1 it is covered by the bearing 14, however, their position is indicated by the dashed circle 19.

Das Gitter 11 bildet eine Folge von binären digitalen Elementen, in Form paralleler gerader Linien. Die Folge dieser Elemente erstreckt sich in Bewegungsrichtung,zu der die Linien normal verlaufen, und jedes Digit wird durch das Vorhandensein oder durch die Abwesenheit einer Linie dargestellt. Die Folge von Linien bzw. Digits bildet einen Ketten-Code, so daß irgendeine Gruppe einer vorgegebenen Anzahl von N aufeinanderfolgender Digits sich im Muster von irgendeiner anderen solchen Gruppe unterscheidet.The grid 11 forms a sequence of binary digital elements, in Form of parallel straight lines. The sequence of these elements extends in the direction of movement, too which the lines run normally, and each digit is represented by the presence or represented by the absence of a line. The sequence of lines or digits forms a chain code so that any group of a predetermined number of N consecutive digits follow the pattern of any other such group differs.

Kette-Codes und die Verfahren zu ihrer Erzeugung in elektronischer Form sind in dem folgenden Bericht beschrieben "Chain Codes and their Electronic Applications" by Heath and Gribble in Vol. 108, Part C, 1961, of the Proceedings of the Institution of Electrical Engineers.Chain codes and the procedures for their generation in electronic shape are described in the following report "Chain Codes and their Electronic Applications" by Heath and Gribble in Vol. 108, Part C, 1961, of the Proceedings of the Institution of Electrical Engineers.

Im vorliegenden Beispiel ist N gleich 14. Die Muster sind in Fig. 2 nur annähernd eingezeichnet. Die Länge jder Gruppe oder jedes Musters von 14 Digits in Bewegungsrichtung ist so gewählt, daß wenn eine besondere Gruppe mit der Trommel 13A übereinstimmt, so wird durch eine Teilumdrehung der Trommel mit Hilfe des beleuchteten Schlitzes 12 ihr Muster abgetastet und zwar Digit auf Digit von einem Ende zum anderen Ende.In the present example, N is 14. The patterns are shown in Fig. 2 only approximated. The length of each group or pattern of 14 digits in the direction of movement is chosen so that if a special group with the drum 13A coincides, it is illuminated by a partial rotation of the drum with the aid of the Slot 12 scanned their pattern, digit by digit from one end to the other End.

Eine fotoelektrische Einrichtung in Form einer Fotozelle 21 (Fig. 1) ist auf dem Tisch 16 so angeordnet, daß sie durch das Licht vom Gitter 11 beleuchtet wird, wenn dieses durch den schraubenlinienförmigen Schlitz 12 abgetastet wird, so daß sie auf das vollständige Muster der 14 Digits, die so abgetastet werden, anspricht. In Fig. 2 ist die Lage der Fotozelle durch einen Kreis angedeutet.A photoelectric device in the form of a photocell 21 (Fig. 1) is arranged on the table 16 so that it is illuminated by the light from the grid 11 when this is scanned through the helical slot 12, so that they are based on the complete pattern of the 14 digits that are scanned appeals to. In Fig. 2, the position of the photocell is indicated by a circle.

Im Betrieb wird daher jede gegebene Relativstellung des Tisches und des Rahmens innerhalb des Auflösungsvermögens der Muster nur dargestellt durch das besondere Muster, das mit der Trommel 13A in Übereinstimmung ist und daher durch den beleuchteten Schlitz 12 bei jeder Umdrehung der Trommel abgetastet wird.In operation, therefore, any given relative position of the table and of the frame within the resolution of the pattern only represented by the particular pattern which is in accordance with the drum 13A and therefore by the illuminated slot 12 is scanned with each revolution of the drum.

Die Relativstellung von Tisch und Rahmen.wird demzufolge durch ein digitales Reihen- signal angezeigt, das von der Fotozelle abgeleitet wird, und das jedes Mal wiederholt wird, wenn sich die Trommel dreht.The relative position of the table and the frame is therefore determined by a digital row signal derived from the photocell, and that repeated every time the Drum rotates.

Bei der hier beschriebenen Ausführungform der Erfindung wird durch dieses Signal eine relativ grobe Messung der Position über den sehr weiten Bereich geschaffen, der bei einem 14-Digit-Code möglich ist.Ehe die Einrichtung zur Herleitung dieser Messung beschrieben wird, wird jedoch eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung kurz beschrieben, die zur Herleitung einer relativ genauen Messung über einen verhältnismäßig engen Bereich dient.In the embodiment of the invention described here, by this signal is a relatively rough measurement of the position over the very wide range created, which is possible with a 14-digit code. Marriage the device for derivation This measurement is described, however, becomes a further device according to the invention briefly described which is used to derive a relatively accurate measurement over a relatively serves narrow area.

Ein Steuergitter 22 mit geraden Linien in gleichen Abständen die im wesentlichen normal zur Bewegungsrichtung verlaufen, ist am Rahmen 10 in Übereinstimmung mit weiteren Abtasteinrichtungen angebracht, die in der Form einer mehrgängigen (multistart) schraubenlinienförmigen Spur 23 (Fig. 2 und 3) aus reflektierendem Material ausgebildet sind, die auf der gekrümmten Oberfläche einer Trommel 13B angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ist die Trommel 13B eine Fortsetzung der Trommel 13A und hat so mit dieser die Lager 14 und den Antriebsmotor 17 gemeinsam. Das Gitter wird durch eine Lichtquelle (nicht dargestellt) beleuchtet, die außerhalb der Trommel liegt, und die Beleuchtung des Gitters erfolgt durch Reflektion an der Spur 23.A control grid 22 with straight lines equidistant from the im substantially normal to the direction of movement is on the frame 10 in accordance attached with further scanning devices, which are in the form of a multi-thread (multistart) helical track 23 (Figs. 2 and 3) made of reflective Material arranged on the curved surface of a drum 13B are. The drum 13B is expediently a continuation of the drum 13A and 13A has the bearing 14 and the drive motor 17 in common with this. The grid will illuminated by a light source (not shown) external to the drum and the grid is illuminated by reflection on track 23.

Eine Fotozelle 24 ist am Tisch 16 angebracht, so daß sie auf das so beleuchtete Gitter 22 anspricht. In Fig. 2 ist ihre Lage durch einen Kreis angezeigt.A photocell 24 is attached to the table 16, so that they are on the so illuminated grid 22 responds. In Fig. 2, their position is indicated by a circle.

Um für Bezugszwecke ein ähnliches Muster wie dasjenige des Steuergitters zu schaffen, ist ein Bezugsgitter 25 (Fig.l und 3) vorgesehen, das dem Steuergitter 22 ähnlich ist und das am Arbeitstisch angebracht ist, so daß es relativ zur Trommel ortsfest ist. Es wird ebenfalls-durch Reflektion von der Spur 23 beleuchtet, wobei dieselbe oder eine andere Lichtquelle (nicht gezeigt) verwendet wird, wie die, die das Steuergitter beleuchtet.To have a similar pattern to that of the control grid for reference purposes create a reference grid 25 (Fig.l and 3) provided that is similar to the control grid 22 and which is attached to the work table so that it is stationary relative to the drum. It is also-by reflection from the track 23 using the same or a different light source (not shown) becomes like the one that illuminates the control grid.

Eine Bezugs-Fotozelle 26 ist am Arbeitstisch angebracht, um auf das Gitter 25 anzusprechen.A reference photocell 26 is attached to the workbench to act on the Address grid 25.

Im Betrieb, wenn die Trommel rotiert, erzeugen die Gitter 22 und 25 zyklische Steuer- und Bezugs-Muster mit entsprechender Phase, die von der Relativstellung der Gegenstände während der Länge eines Zyklus abhängt. Die entsprechenden Fotozellen 24 und 26 erzeugen Signale,von dieser relativen Phase.In operation, as the drum rotates, the grids 22 and 25 generate cyclical control and reference patterns with corresponding phase that depend on the relative position that depends on objects during the length of a cycle. The corresponding photocells 24 and 26 produce signals of this relative phase.

Um wiederholte Abtastperioden für die Code-Gitter und die Steuergitter zu definieren, ist eine Trommel 13C vorgesehen, die geeignet mit den Trommel 13A und 13B kombiniert ist. Ihre gekrümmte Oberfläche trägt einen Schlitz 31,(Fig.3) parallel zur Achse 18, der vom Inneren der Trommeln beleuchtet ist wie der Schlitz 12.To repeat sampling periods for the code grids and the control grids To define a drum 13C is provided which is suitably connected to the drum 13A and 13B is combined. Its curved surface has a slot 31, (Fig. 3) parallel to the axis 18, which is illuminated from the inside of the drums like the slot 12th

Um mit dieser zusammen zu arbeiten, ist eine Maske 32 am Arbeitstisch 16 befestigt, die einen Schlitz 33 aufweist, der dem Schlitz 31 ähnlich ist. Außerhalb der Maske und ebenfalls am Arbeitstisch befestigt ist,eine Fotozelle 34 vorgesehen, die in Fig. 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Zelle durch die ausgerichteten Schlitze 31 und 33 beleuchtet wird, wobei die Winkelstellung der zusammengesetzten Trommel 13A,13B,13C so ist, daß der Schlitz 12 auf der Trommel 13A beim Start das spezielle Ketten-Code-Muster abtastet, das dann in Übereinstimmung mit dieser Trommel ist. Das Signal von der Zelle 34 kann daher zur erforderlichen Bestimmung der Abtastperioden benützt werden. Es wird nachfolgend als das Startsignal bezeichnet.In order to work together with this, a mask 32 is on the work table 16 attached, which has a slot 33 which is similar to the slot 31. Outside of the mask and is also attached to the work table, a photocell 34 is provided, which is omitted in Fig. 3 for the sake of clarity. The arrangement is taken so that the cell is illuminated through the aligned slots 31 and 33 where the angular position of the composite drum 13A, 13B, 13C is so that the slot 12 on the drum 13A at startup has the special chain code pattern which is then in agreement with this drum. The signal from the Cell 34 can therefore be used to determine the sampling periods as required used will. It is hereinafter referred to as the start signal.

Nachfolgend w.erden geeignete Anordnungen beschrieben, die auf die Code- und Steuersignale ansprechen, um durch eine grobe und eine feine Anzeige die Relativstellung des Tisches anzugeben.Suitable arrangements based on the Address code and control signals in order to display the To indicate the relative position of the table.

Das durch die Fotozelle 21 vom Gitter 11, das durch den Schlitz 12 abgetastet ist, abgenommene Signal wird auf eine 14-Bit-Wandler- und Speicherstufe 41 (staticisor stage) gegeben, die das Seriensignal speichert, das sie von der Zelle entsprechend der Abtastung des Musters erhält, das dann in Übereinstimmung mit der Trommel 13A ist. Die Stufe 41 ist in Form eines Schieberegisters zum Eingangspunkt ausgebildet, von dem das Signal zugeführt wird.That through the photocell 21 from the grid 11, that through the slot 12 is sampled, the picked up signal is transferred to a 14-bit converter and memory stage 41 (staticisor stage), which stores the serial signal that it receives from the cell according to the sampling of the pattern, which is then obtained in accordance with the Drum 13A is. Stage 41 is in the form of a shift register to the entry point formed from which the signal is supplied.

Wie noch beschrieben wird, wird jede Abtastung durch einen Start-Signal-Impuls von der Zelle 34 eingeleitet, der anzeigt, daß der Schlitz 33 in der Maske 32 mit dem Schlitz 31 in der Trommel 13A fluchtet.As will be described later, each sample is triggered by a start signal pulse initiated by the cell 34, which indicates that the slot 33 in the mask 32 with aligned with slot 31 in drum 13A.

Die Signale von den Zellen 24 und 26, die der Abtastung der Gitter 22 und 25 durch die Schlitze 23 auf der Trommel 13B entsprechen, werden nach Verstärkung und Umwandlung in Rechteckform in nicht dargestellten Stufen auf ein Gattersystem 42 als zwei von dessen Eingängen gegeben. Ein dritter Eingang des Gattersystems wird von einer Zeitgeber-Stufe 43 abgeleitet, die Impulse mit einer Nominalfrequenz von 1 MHz liefert. Ein viertes Signal wird vom Startsignal der Zelle 34 abgeleitet.The signals from cells 24 and 26 that are scanning the grid 22 and 25 correspond through the slots 23 on the drum 13B, after reinforcement and conversion into a rectangular shape in steps not shown on a gate system 42 given as two of its entrances. A third entrance to the gate system is derived from a timer stage 43, the pulses with a nominal frequency of 1 MHz. A fourth signal is derived from the cell 34 start signal.

Die Funktion des Gattersystems 42 besteht, wie im einzelnen noch beschrieben wird, darin, den Durchgang von Zeitgeber-Impulsen von der Stufe 43 zu einem Drei-Dekaden-Zähler 44 zu steuern, und zwar in Abhängigkeit von der entsprechenden Phase zwischen den Steuer- und den Bezugs signalen der Zellen 24 und 26.The function of the gate system 42 is as will be described in detail below becomes, therein, the passage of timer pulses from stage 43 to a three decade counter 44 to control, depending on the corresponding phase between the Control and the reference signals of cells 24 and 26.

Nach einer Teilung auf 1 KHz in einem Drei-Stufen-Zähler 45 wird der Zeitimpulszug zusammen mit dem Bezugssignal von der Zelle 261 angelegt, um die Zeitfrequenz mit Hilfe einer phasen-und frequenz-verriegelten Schleife zu steuern, die Stufen 43 45 und 46 enthält, so daß ein Zyklus des Bezugssignales mit genau 1000 Zeitimpulsen zusammenfällt.After division to 1 KHz in a three-stage counter 45, the Time pulse train applied along with the reference signal from cell 261 to the time frequency using a phase and frequency locked loop to control the stages 43 contains 45 and 46, so that one cycle of the reference signal with exactly 1000 time pulses coincides.

Die Zeitimpulse werden ferner über ein UND-NICHT-Tor 47 angelegt, um einen 14-Bit-Ketten-Code-Generator 51 und einen Vier-Dekaden-Zähler 52 zu schalten. Das in der Stufe 51 und das in der Stufe 41 gehaltene Muster werden auf eine Komparator-Stufe 53 gegeben, die an das geschlossene Tor 47 ein Signal gibt, wenn die entsprechenden Muster dies selben sind.The time pulses are also applied via an AND-NOT gate 47, to switch a 14-bit chain code generator 51 and a four-decade counter 52. The pattern held in the stage 51 and the pattern held in the stage 41 are put on a comparator stage 53 given, which gives a signal to the closed gate 47 when the appropriate Patterns are the same.

Die Speicherstufe 41, der Code-Generator 51, die Impulsquelle 43, der Komparator 53 und der Zähler 52 bilden zusammen mit einer Übertragungseinrichtung in Form der Anordnungen zum Abtasten der Code-Muster und in Form von Einrichtungen, um diese über die Fotozelle 21 und weitere Verbindungen auf die Speicherstufe 41 zu geben, die oben genannte Identifiziereinrichtung.The memory stage 41, the code generator 51, the pulse source 43, the comparator 53 and the counter 52 form together with a transmission means in the form of arrangements for scanning the code patterns and in the form of devices, to this via the photocell 21 and other connections to the memory stage 41 to give the above identifier.

Bei einer Teilung von lmm bei sämtlichen drei Gittern umfaßt der Zähler 52 einen Bereich von 1 bis 999 mm und der Zähler 44 einen Bereich von o,999 bis o,ool mm. Dies sind die oben genannten groben und feinen Bereiche.With a division of 1mm in all three grids, the counter includes 52 a range from 1 to 999 mm and the counter 44 a area from o.999 to o.ool mm. These are the coarse and fine areas mentioned above.

Das Gitter 11 und die Steuergitter 22 sind beide am'Rahmen angebracht. Die entsprechenden Linien sind so ausgerichtet, daß die entsprechenden Signale synchron sind, d.h. so, daß jeder Zyklus des Steuersignales sowohl örtlich wie zeitlich mit einem Digit-Signal des Code-Musters zusammenfällt.The grid 11 and the control grid 22 are both attached to the frame. The corresponding lines are aligned so that the corresponding signals are synchronous , i.e. in such a way that each cycle of the control signal coincides both in terms of location and time coincides with a digit signal of the code pattern.

Von dieser Synchronität wird Gebrauch gemacht, um sicher zu stellen, daß ein definiertesnO"-Signal oder ein Wl§-Signal von jedem Digit des Code-Musters abgelesen wird, indem der Ausgang der Fotozelle 21 in dem Augenblick ausgewertet wind, wenn der Abtastschlitz 12 sich in der Mitte über einer Linie oder einem Zwischenraum des Gitters 11 befindet. Die Auswerte- oder Abtast-Impulse werden von den positivgehenden Überkreuzungen des Rechteck-Steuersignales der Fotozelle 24 abgeleitet und auf den Schiebe-Eingang der Stufe 41 über ein Abtast-Tor 54 gegeben, und zwar unter der Steuerung der Bezugs- und Startsignale. Es ist das Tor 54 und seine Steuerungen, insbesondere diejenige. durch das Startsignal, das als Gruppenauswahl-Einrichtung wirkt, um auf die Wandler- und Speicherstufe die erforderliche Muster-Gruppe zu geben, die in dem Teil des Code-Gliedes enthalten ist, das durch die Trommel abgetastet wird.This synchronicity is used to ensure that a defined no "signal or a Wl§ signal from each digit of the code pattern is read by evaluating the output of the photocell 21 at the moment wind when the scanning slot 12 is centered over a line or space of the grid 11 is located. The evaluation or scanning pulses are derived from the positive ones Crossovers of the rectangular control signal of the photocell 24 derived and on the Shift input of the stage 41 given via a sampling gate 54, namely under the Control of the reference and start signals. It is the gate 54 and its controls, especially the one. by the start signal, which acts as a group selection device acts to apply the required pattern group to the converter and storage stage which is contained in the part of the code link that is scanned by the drum will.

Eine sichere Umschaltung der groben Digit-Skala beim Wechsel der feinen Digit-Skala von 0,999 auf 0,000 wird dadurch erreicht, daß der Beginn jeder Abtastung des Ketten-Codes durch den ersten Steuersignal-Abtastimpuls bestimmt ist, depSer ersten positivgehenden Überkreuzung des Bezugssignales nach dem Startsignal der Fotozelle 34 folgt.Reliable switching of the coarse digit scale when changing the fine one Digit scale from 0.999 to 0.000 is achieved by starting each sample of the chain code is determined by the first control signal sampling pulse, depSer first positive crossing of the reference signal after the start signal of the Photo cell 34 follows.

Die Reihenfolge der Vorgänge beim Start jeder Abtastperiode wird durch das Abtasttor 54 gesteuert. Es steuert mittels des Schiebeinganges zur Speicherstufe den Eintritt der binären Digits von dem Code-Muster entsprechend den Abtastimpulsen, die vom Steuersignal abgeleitet werden, und entsprechend den Abtast-Startimpulsen, die von den Start und Bezugssignalen von den Zellen 34 und 26 abgeleitet werden.The order of operations at the start of each sampling period is indicated by the scanning gate 54 is controlled. It controls by means of the sliding input to the storage level the entry of the binary digits from the code pattern corresponding to the sampling pulses, which are derived from the control signal, and corresponding to the sampling start pulses, derived from the start and reference signals from cells 34 and 26.

Das Startsignal dient außerdem dazu, die Stufen 41 und 51 sowie die Zähler 44 und 52 zurückzustellen.The start signal also serves to activate stages 41 and 51 as well as the Reset counters 44 and 52.

Bei der Beschreibung des Betriebs dieser Ausführungsform wird angenommen, daß die Muster-Länge N anstelle von 14 nur 4 Digits betragen soll. Da die Zahl 0000 in einem Ketten-Code nicht verwendet werden kann, wird als Bezugs- oder "O"-Stellung des Werkstückes das Muster (pattern) 001 genommen. Die ersten positionen in Millimeterabständen von der Bezugs stellung werden durch die folgenden Muster oder Zeichen dargestellt.In describing the operation of this embodiment, it will be assumed that the pattern length N should be only 4 digits instead of 14. Since the number 0000 Cannot be used in a chain code is used as a reference or "O" position of the workpiece the pattern 001 is taken. The first positions in millimeter intervals of the reference position are represented by the following patterns or characters.

Position Muster 0 0001 1 0011 2 0111 3 1111 4 1110 5 1101 6 1010 (etc.) Die letzte Position, 14 mm vom Bezugspunkt entfernt, wird durch das Zeichen 1000 dargestellt. Position sample 0 0001 1 0011 2 0111 3 1111 4 1110 5 1101 6 1010 (etc.) The last position, 14 mm from the reference point, is indicated by the symbol 1000 shown.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Ketten-Codes beschrieben.The following describes how the chain code works.

In der Aus-Stellung der Vorrichtung wird angenommen, daß der Arbeitstisch sich in der Bezugsstellung befindet, wobei das Zeichen 0001 des Gitters 11 sich in Ubereinstimmung mit der Trommel 13A befindet. Der Ketten-Code-Generator 51 stellt, wenn er erregt wird, sofort das Bezugszeichen 0001 ein.In the off position of the device it is assumed that the work table is in the reference position, where the character 0001 of the grid 11 is is in correspondence with the drum 13A. The chain code generator 51 provides when energized, the reference numeral 0001 immediately appears.

Der Motor wird eingeschaltet und auf volle Drehzahl gebracht.The motor is switched on and brought to full speed.

Das erste erzeugte Startsignal wird dann automatisch verwendet, um die Zähler und Register auf Null zurückzustellen und um die Ablesung des Code-Musters einzuleiten.The first generated start signal is then automatically used to to reset the counters and registers to zero and to read the code pattern initiate.

Bei der ersten Umdrehung der Trommel 13A nach dem ersten Startsignal wird das Code-Gitter abgetastet und auf die Speicherstufe 41 das besondere Zeichen 0001 gegeben, das durch das Startsignal über das Tor 54 ausgewählt worden ist. Da dieses Zeichen dasselbe ist wie dasjenige in der Stufe 51, schließt der Komparator 53 das Tor 47 rechtzeitig, um zu verhindern, daß ein Impuls des Zeitgebers den Zähler 52 erreicht, der daher nach wie vor"000"anzeigt.At the first rotation of the drum 13A after the first start signal the code grid is scanned and the special character is transferred to the memory stage 41 0001 given, which has been selected by the start signal via gate 54. There this sign is the same as that in stage 51, the comparator concludes 53 the gate 47 in time to prevent a pulse from the timer from the counter 52 reached, which therefore still shows "000".

Das nächste Startsignal wird verwendet, um die Stufen 41 und 51 zurückzustellen, die Zähler auf Null zu stellen und die nächste Abtastperiode einzuleiten.The next start signal is used to reset stages 41 and 51, to reset the counters to zero and initiate the next sampling period.

Solange der Arbeitstisch in der Position bleibt, die dem Zeichen 0001 entspricht, wird bei wiederholten Abtastungen des Code-Zeichens durch die Trommel 13A nach jeder Rückstellung dieses Zeichen in der Stufe 53 gehalten, wobei der Zähler 52 am Ende jeder Abtastperiode das Zeichen 000 anzeigt.As long as the work table remains in the position indicated by the character 0001 corresponds to repeated scans of the code symbol through the drum 13A after each reset this character is held in stage 53, the counter 52 at the end displays the character 000 every sampling period.

Angenommen, daß der Arbeitstisch nun um einen Millimeter vorwärts bewegt wird, wobei sich das Zeichen auf 0011 ändert. Nacdem jedes Startsignal sämtliche Stufen zurückgestellt hat, wird bei der ersten Umdrehung der Trommel dieses neue Zeichen abgetastet und auf die Speicherstufe 41 gegeben. Da der Code-Generator 51 auf 0001 zurückgestellt worden ist, sind die Inhalte der Stufen 41 und 51 nunmehr ungleich, weshalb demgemäß der Komparator 53 das Tor 47 öffnet, so daß ein Zeit-Impuls durchgehen kann. tDies hat zwei Wirkungen: Der erste hindurchgehende Impuls schaltet den Generator 51 auf das Zeichen"OOll', wodurch das Tor 47 geschlossen wird, während der Zähler 52 auf die Zahl"l"geschaltet wird.Assume that the worktable is now one millimeter forward is moved, changing the character to 0011. After every start signal all Steps back, the first rotation of the drum becomes this new one Scanned characters and given to the memory stage 41. Since the code generator 51 has been reset to 0001, the contents of levels 41 and 51 are now unequal, which is why the comparator 53 accordingly opens the gate 47, so that a time pulse can go through. tThis has two effects: The first pulse passing through it switches the generator 51 to the sign "OOll ', whereby the gate 47 is closed while the counter 52 is switched to the number "l".

Wenn sich der Arbeitstisch weiterhin bewegt, wird dieser Prozess ~fortgesetzt. In jeder neuen Position wird durch das erste Startsignal der Zelle 34 der Zähler 52 und die Stufen 41 und 51 zurückgestellt. Während der nachfolgenden Abtastperiode wird der Zähler auf die Dezimalzahl geschaltet, die dembinären 4-Digit-Code des neuen Code-Zeichens entspricht, das abgetastet und in die Speichestufe 41 eingegeben worden ist.If the work table continues to move, this process will ~ continue. In each new position, the first start signal of cell 34 turns the counter 52 and steps 41 and 51 reset. During the subsequent sampling period the counter is switched to the decimal number that corresponds to the binary 4-digit code of the corresponds to the new code character that is scanned and entered into the memory stage 41 has been.

Es soll nun weiterhin angenommen werden, daß, wenn der Arbeitstisch beispielsweise eine Position 6 mm vom Bezugspunkt entfernt erreicht hat, die durch das Zeichen 1010 dargestellt wird, wobei der Zähler 52 demgemäß die Ziffer "6" am Ende jeder Abtastperiode hält, durch irendeinen Zufall, wie z.B. durch einen Ausfall der Netzspannung, die ganze Anlage stromlos wird.It should now continue to be assumed that when the work table for example, has reached a position 6 mm from the reference point, which by the character 1010 is displayed, the counter 52 accordingly displaying the digit "6" on At the end of each sampling period, by some accident such as a failure the mains voltage, the entire system is de-energized.

Ihr Zustand ist dann derselbe, wie er oben für die Aus-Stellung beschrieben worden ist, außer daß das Muster oder Zeichen, das mit der Trommel 13A ausgerichtet ist, das Zeichen 1010 und nicht 0001 ist.Your condition is then the same as described above for the off position except that the pattern or character that is registered with the drum 13A is, the character is 1010 and not 0001.

Obwohl hierdurch der Zähler 52 geleert wird, geht die angezeigte Position nicht verloren, sondern sie wird dadurch gespeichert, daß das Zeichen 1010 mit der Trommel 13A ausgerichtet ist.Although this clears the counter 52, the displayed position goes not lost, but it is saved by the fact that the character 1010 with the Drum 13A is aligned.

Sobald die Spannung wieder vorhanden ist, werden daher durch das erste Startsignal die Zähler und die Stufen 41 und 51 zurUckgesullt und durch die erste Drehung der Trommel 13A wird das Zeichen 1010 des Gitters 11 erneut abgetastet und in die Stufe 41 gegeben. Da die Stufe 51 auf das Zeichen 0001 zurUckgestellt worden ist, öffnet der Komparator 53 das Tor 57 und hält es offen, bis genügend Zeitimpulse die Stufe 51 auf das Zeichen 1010 geschaltet haben. Die hierzu erforderlichen sechs Impulse wurden außerdem zum Zähler 52 geleitet, wodurch die Anzeige "6" wieder hergestellt wird.As soon as the tension is back, therefore, through the first Start signal the counters and the stages 41 and 51 are reset and by the first Rotation of the drum 13A, the character 1010 of the grid 11 is scanned again and given to level 41. Since level 51 has been reset to character 0001 is, the comparator 53 opens the gate 57 and holds it open until enough time pulses have switched the level 51 to the character 1010. The six required for this Pulses have also been passed to counter 52 restoring the display to "6" will.

Hierdurch wird eine absolute Anzeige der Position des Werkzeuges erzielt. Der Vorgang ist praktisch derselbe, wenn das Muster oder Zeichen eine Länge von 14 Digits besitzt, wodurch die Werkzeugstellung vom Bezugspunkt aus bis auf nahezu 10,000 mm angezeigt werden kann, d.h. bis zu der Grenze, die durch den Zähler 52 gegeben ist.This provides an absolute display of the position of the tool. The process is practically the same if the pattern or character is 14 digits, which means that the tool position from the reference point to almost 10,000 mm, i.e. up to the limit indicated by the counter 52 given is.

Die so erreichte Meßgenauigkeit stimmt mit der Teilung des Code-Gitters überein. Die Feinmessung arbeitet damit, daß der Abstand benachbarter Linien des Steuergitters und damit des Code-Gitters von einem Zyklus des Steuersignales überbrückt wird, wobei die Phasnndifferenz zwischen diesem Signal und dem Bezugs signal bis auf ein Tausendstel dieses Abstandes gemessen werden kann, wie noch beschrieben wird. Da sämtliche entsprechenden Stufen vor jeder aktiven Abtatung zurückgestellt werden, spricht die Anlage auch bei umgekehrter Bewegungsrichtung in derselben Weise an.The measurement accuracy achieved in this way corresponds to the division of the code grid match. The fine measurement works with the fact that the Distance between neighboring Lines of the control grid and thus the code grid of one cycle of the control signal is bridged, the phase difference between this signal and the reference signal can be measured up to a thousandth of this distance, as described below will. Since all corresponding levels are postponed before each active reading the system speaks in the same way even if the direction of movement is reversed at.

Um den plötzlichen Sprung von einem Code-Zeichen zum nächsten bei einer Bewegung des Arbeitstisches zu ermöglichen, ist der Schlitz 12 so ausgelegt, daß ein Digit mehr des Ketten-Codes abgetastet werden kann, d.h. (N+1) oder 15 Digits statt der 14 Digits des wirklichen Musters oder Zeichens.To avoid the sudden leap from one code character to the next To enable movement of the work table, the slot 12 is designed so that one digit more of the chain code can be scanned, i.e. (N + 1) or 15 digits instead of the 14 digits of the real pattern or character.

Wenn es ferner erforderlich sein sollte, daß die Ablesung der Code-Skala während der Bewegung der Abtasttrommel beibehalten werden soll, so verlängert oder verkürzt sich scheinbar die körperliche Länge des abzutastenden 14-Digit-CodeZ 'eichens, abhängig von der Bewegungsrichtung des Arbeitstisches. Die Ausdehnung des Schlitzes 12 in Axialrichtung muß daher genügend groß sein, um die 14 oder 15 Digits bei der höchsten erforderlichen Geschwindigkeit dieser Bewegung abzutasten.If it should also be necessary to read the code scale should be maintained during the movement of the scanning drum, so extended or the physical length of the 14-digit CodeZ 'to be scanned is apparently shortened, depending on the direction of movement of the work table. The extent of the slot 12 in the axial direction must therefore be large enough to accommodate the 14 or 15 digits in the to scan the highest required speed of this movement.

Wenn beispielsweise die scheinbare Geshwindigkeitskomponente des Schlitzes 12 in Längsrichtung der Code-Skala bei ruhendem Arbeitstisch V ist, und wenn die maximal erforderliche Geschwindigkeit 0,5 V ist, dann variiert die effektive Abtastgeschwindigkeit des Schlitzes zwischen V-0,5V und V+0,5V, d.h.For example, if the apparent speed component of the slot 12 in the longitudinal direction of the code scale is V when the work table is at rest, and when the The maximum required speed is 0.5 V, then the effective scanning speed will vary of the slot between V-0.5V and V + 0.5V, i.e.

die maximal erforderliche Ausdehnung des Schlitzes 12 beträgt das 1,5fache von derjenigen, die bei ruhendem Arbeitstisch erforderlicn wäre.the maximum required extent of the slot 12 is the 1.5 times that which would be required if the work table was at rest.

Erstreckt sich der Schlitz im Bogen über mehr als eine einzelne Windung, so braucht nur jeweils abwechselnd eins der Startsignale verwendet werden, um die Gruppen-Auswahl über das Tor 54 zu steuern. Dies rührt davon her, daß jeweils genau ein Startsignal je Umdrehung auftritt, d.h., wenn sich der Schlitz über mehr als eine Umfangswindung erstreckt, folgt auf das Startsignal, das die Messung einleitet, ein weiteres, ehe die Messung bzw. die Ablesung beendet ist. Indem nur jedes übernachste Startsignal verwendet wird, werden diese zweiten Signale unterdrückt.If the slot in the arch extends over more than a single turn, so only one of the start signals needs to be used alternately to start the Group selection to be controlled via gate 54. This is due to the fact that in each case exactly a start signal occurs per revolution, i.e. if the slot extends over more than extends a circumferential turn, follows the start signal that initiates the measurement, another before the measurement or reading is finished. By only each next Start signal is used, these second signals are suppressed.

Ein weiterer Vorteil einer (N+1)-Abtastung liegt darin, daß die Verwendung einer (N+1) sten Stufe im Speicher (staticisor) und die Verwendung des Code-Digits 1, dem N Digits O folgen, für das Null-Signal, es ermöglicht, den vollen Zustand des Speichers zu prüfen, da in einer derartigen Anordnung das Eintreffen des Digits 1 in dieser zusätzlichen Stufe (das in irgendeiner geeigneten Weise angezeigt werden kann) anzeigt, dassd'r Speicher ein vollständiges Code-Zeichen enthält. Es wäre nicht notwendig, dem Code-Generator 51 eine Zusätzliche Stufe hinzuzufügen. Er wurde nur N-Stufen haben, die der Komparator 53 mit den ur sprünglichen ersten N-Stufen des Speichers vergleichen würde.Another advantage of (N + 1) scanning is that the use of one (N + 1) th stage in the memory (staticisor) and the use of the code digit 1, followed by N digits O, for the zero signal, it enables the full state of the memory, since in such an arrangement the arrival of the digit 1 in this additional stage (which can be indicated in any suitable manner can) indicates that the memory contains a complete code character. It would be it is not necessary to add an additional stage to the code generator 51. He was only have N stages that the comparator 53 with the original first N stages of memory would compare.

Ein möglicher zusätzlicher Vorteil einer (N+i)-Abtastung ist die Verfügbarkeit der(N+1Wten Stufe zur Erzeugung eines allgemeinen Rückstellsignale-r, anstatt der Verwendung des Startsignales für diesen 2wecko Das Tor 42 ist so ausgelegt daß die Zeitimpulse zu Zähler 44 während jeder Periode durchgelassen werden, die durch die positiv -gehende Überkreuzung des Bezugssignales und die nachfolgende Überkreuzung des Steuersignales in dieser Richtung definiert ist. Die Phasendifferenz zwischen diesen wird somit digitiert. Wie bereits erwähnt, wird die Zeitgeber-Frequenz durch die Schleife 43, 45 und 46 so gesteuert, daß jeder Zyklus des Bezugssignales genau 1000 Impulse umfaßt. Wenn dann beispielsweise die Signale um 90° phasenverschoben sind, und einen Abstand von einem Viertel der Gitterteilung, d.h. 0,25 mm darstellen, ist das Tor 42 genügend lang geöffnet, um 250 Impulse zum Zähler durchzulassen und so die richtige Anzeige 0,250 mm zu erzeugen Dieses Maß, bzw. diese Ablesung ist ein absolutes Maß, da auch beim Eintreten einer Unterbrechung in er Energiezufuhr die Messung innerhalb eier Gitterteilulng durch die relativen Stellungen der Gitter w und r25 speichert wird. Die erste Umdrehung der Trommel 13B, wenn Energie wieder zugeführt wird, stellt die belden Siganle wieder her und ermöglicht, daß eine ausreichende Anzahl von Zeitimpulsen zum Zähler geführt werden, um ihre relative Phase zu digitieren (digitise).A possible additional benefit of (N + i) scanning is availability the (N + 1Wth stage for generating a general reset signal-r, instead of the Use of the start signal for this 2wecko The gate 42 is designed so that the Timing pulses are passed to counter 44 during each period elapsed by the positive -continuous crossing of the reference signal and the following Crossing of the control signal is defined in this direction. The phase difference between these is thus digitized. As mentioned earlier, this is the timer frequency controlled by loop 43, 45 and 46 so that each cycle of the reference signal includes exactly 1000 pulses. If then, for example, the signals are out of phase by 90 ° and represent a distance of a quarter of the grid pitch, i.e. 0.25 mm, the gate 42 is open long enough to allow 250 pulses to pass through to the counter and so to generate the correct display 0.250 mm This dimension or this reading is an absolute measure, since there is also an interruption in the energy supply the measurement within a grid division through the relative positions of the grids w and r25 is saved. The first rotation of the drum 13B when power is restored is supplied, restores the belden signals and enables sufficient Number of time pulses are fed to the counter in order to digitize their relative phase (digitize).

Diese digitierte Messung ist zwar insofern zweideutig, als die entsprechenden Linien des Gitters nicht identifiziert werden, diese Identifizierung erfolgt jedoch durch die grobe Messung des Zählers 52.This digitized measurement is ambiguous insofar as the corresponding Lines of the grid are not identified, but this identification is done by the rough measurement of the counter 52.

Im Betrieb wird die Pozition des Arbei@@tisches längs der beträchtlichen Läng des Code-Gitter nach der nächsten Linie dieses Gitters durch den Zähler 52 bestimmt, während die Position zwischen den Linien durch den Zähler 44 bestimmt wird, wobei beide Messungen absolute Messungen sind.In operation, the position of the work table along the considerable Along the code grid after the next line of this grid through the counter 52 determined while the position between the lines is determined by the counter 44 where both measurements are absolute measurements.

Bei Verwendung von 14 Bit-Zeichen mit Gittern von 1 mm Teilung wirde die maximale Weglänge ausgedrückt in mm 214 betragen abzüglich des nicht verwendbaren Alles-Null-Zeichens und abzüglich der axialen Länge der Trommel 13B. Hierbei ergeben sich etwa 16 Meter. Da über diesen gesamten langen Bereich eine absolute Messung mit drier Genauigkeit von 1/1000 mm erzielbar ist, (vorausgesetzt daß der Zähler 52 genügend zusätzliche Stufen mit höherer Signifikanz besitzt) liegt der durch die erfindungsgemäße Meßvorrichtung erzielbare Vorteil auf der Hand.When using 14-bit characters with a grid of 1 mm spacing, the maximum path length expressed in mm is 214 minus the unusable All-zero sign and minus the axial length of the drum 13B. Result here about 16 meters. Since an absolute measurement over this entire long range can be achieved with a third accuracy of 1/1000 mm (provided that the counter 52 has enough additional levels with higher significance) that falls through the inventive measuring device achievable advantage obvious.

Die Stufen 42 und 54 können aus bistabilen Multivibratoren und Toren bestehen. Für die Anlage können verschiedene geeignete Schaltungen verwendet werden. Der Code-Generator 51 kann in Form eines Schieberegisters ausgebildet sein, das mit einer geeigneten Logik komblniert ist, um die erforderlichen N Zeichen zu erzeugen. Geeignete Schaltungen für diesen Zweck sind in der oben aufgeführten Literaturstelle beschrieben.The stages 42 and 54 can consist of bistable multivibrators and gates exist. Various suitable circuits can be used for the system. The code generator 51 can be designed in the form of a shift register that is combined with appropriate logic to produce the required N characters. Suitable circuits for this purpose are in the literature cited above described.

Verschiedene Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsform können im Rahmen der Erfindung modifiziert werden. So kann das Abtastsystem geändert werden, z.B. durch Ersetzen der rotierenden Trommel durch ein statisches System, in welchem die Abtastung durch Lampen erfolg die der Reihe nach mehrphasig erregt werden, oder durch eine Anzeige modulierte Lampe mit einer Vielzahl von Zellen, die mehrphasig ausgewählt werden.Various features of the embodiment described above can be modified within the scope of the invention. So the scanning system can be changed e.g. by replacing the rotating drum with a static system in which the scanning by lamps successively excited in multiple phases, or lamp modulated by a display with a multitude of cells that are multiphase to be selected.

Die den Schlitz S @ beleuchtende Lichtquelle kann vorzugsweise außerhalb der Tr@@@@l angeordnet werden, der Schlitz 12 kann durch eine Schraubenli@ aus reflektierendem Material, wie die Scharubenlinie 23 e@@@ werden. Die Linien des Gitters 11 können anstatt senkrecht zur ßewegungsrichtung, etwas geneigt und der Neigung der Schraubenlinie angepaßt sein. Die wirksamen Überkreuzungen der Steuer- und der Bezugs signale können anstatt der positiv-gehenden auch die neaativ-gehenden Überkreuzungen sein.The light source illuminating the slit S @ can preferably be outside the Tr @@@@ l be arranged, the slot 12 can by a screw li @ made of reflective Material, such as the screw line 23 e @@@. The lines of the grid 11 can instead of perpendicular to the direction of movement, slightly inclined and the Tilt be adapted to the helix. The effective crossovers of the tax and the Instead of the positive-going crossovers, the negative-going crossovers can also be used for reference signals be.

Ist eine Feinmessung nicht erforderlich, so kann die Schaltung nach Fig. 1 vereinfacht werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist, in der die bereits beschriebenen Elemente dies selben Bezugszeichen haben.If a fine measurement is not required, the circuit can be made according to Fig. 1 can be simplified as shown in Fig. 4, in which the already described Elements have the same reference numbers.

Die Trommel 13A arbeitet wie zuvor in Verbindung mit dem Gitter 11, uni die Code-Zeichen abzutasten und sie auf den Eingang des Speichers 41 zu geben, wobei hier jedoch ein UND-Gatter 61 mit zwei Eingängen verwendet wird. Die Trommel selbst ist nicht dargestellt.The drum 13A works as before in conjunction with the grid 11, uni to scan the code characters and to give them to the input of the memory 41, however, a two-input AND gate 61 is used here. The drum itself is not shown.

Von der Anlage nach Fig. 1 sind die Steuer- und Bezugsgitter 22 und 25, die Fotozellen 24 und 26, sowie die schraubenlinienförmige Spur 23 der Trommel 13B weggelassen.From the system of FIG. 1, the control and reference grids 22 and 25, the photocells 24 and 26, as well as the helical track 23 of the drum 13B omitted.

Statt dessen ist ein Zug von Markierimpulsen 62 (Fig. 5) längs des Gitters 11 vorgesehen und so angeordnet, daß sie in geeigneter Weise durch die rotierenden Trommel abgetastet werden können, um von einer Fotozelle 63 (Fig.4) eine Reihe von Markierimpulsen synchron mit dem Zug der Code-Impulse zu erhalten. Diese Markierimpulse werden über ein weiteres UND-Gatter 64 mit zwei Eingängen auf den Schiebeeingang des Speichers 41 gegeben. (strobe pulse) Die beiden anderen Eingänge der Gatter 61 und 64 werden durch den eingestellten Ausgang eines bistabilen Multivibrators 65 versorgt. Die Stufe wird durch jedes Startsignal der Zelle 34 in diesen Zustand geschaltet und durch ein Signal von einer (N+1) sten Stufe 66 zurückgestellt, die dem Speicher 41 hinzugefügt wurde. Der Impulsgenerator bzw. der Zeitgeber 43 wird wie oben versorgt, wobei er hier jedoch frei läuft, anstatt mit einem Gittermuster synchronisiert zu sein. Seine Impulse werden über ein UND-Gatter 67 an das UND-NiCHT-Gatter 47 angelegt und von dort zum Generator 51 und zum Zähler 52 geführt. Der andere Eingang des Gatters 67 wird durch die Stufe 65 versorgt, wenn sie in ihrem zurückgestellten Zustand ist. Das Startsignal wird wie zuvor zum Zurückstellen der Stufen 41 und 51 sowie des Zählers 52 verwendet.Instead, a train of marker pulses 62 (Fig. 5) is along the Grid 11 is provided and arranged so that it is in a suitable manner by the rotating Can be scanned to by a photocell 63 (Fig.4) a number of drum Get marking pulses in sync with the train of code pulses. These marking impulses are connected to the shift input via a further AND gate 64 with two inputs of the memory 41 given. (strobe pulse) The other two inputs of the gate 61 and 64 are activated by the set output of a bistable multivibrator 65 supplied. The stage is put into this state by every start signal from cell 34 switched and reset by a signal from a (N + 1) th stage 66, the added to memory 41 became. The pulse generator or the Timer 43 is supplied as above, but here it runs freely instead of with to be synchronized with a grid pattern. Its impulses are via an AND gate 67 is applied to the AND-NOT gate 47 and from there to the generator 51 and the counter 52 led. The other input of gate 67 is supplied by stage 65, when it is in its deferred state. As before, the start signal becomes Resetting the stages 41 and 51 and the counter 52 used.

Die Wirkungsweise wird nachfolgend kurz beschrieben.The mode of operation is briefly described below.

Jedes Startsignal stellt, außer den vorgenannten Rückstellungen, den bistabilen Multivibrator 65 ein, wodurch die Tore oder Gatter 61 und 64 klar gemacht werden, um die Reihe von Code-Signalen und die Markierimpulse zum Speicher 41 durchailassen. Wie Fig. 5 vergrößert zeigt, sind die Markierungen der Markierimpulse so angeordnet, daß der Impulszug, der über den Schiebeeingang auf den Speicher 41 wirkt, gerade die Mitte jedes Code-Impulses (falls vorhanden) auswählt.With the exception of the aforementioned provisions, each start signal sets the bistable multivibrator 65, making the gates 61 and 64 clear are passed to the memory 41 to transmit the series of code signals and the marker pulses. As Fig. 5 shows enlarged, the markings of the marking pulses are arranged in such a way that that the pulse train which acts on the memory 41 via the shift input is straight selects the center of each code pulse (if any).

Ist die Stufe 65 in eingestelltem Zustand, so werden die Impulse des Zeitgebers 43 im Gatter 67 blockiert.If the stage 65 is set, the pulses of the Timer 43 in gate 67 blocked.

Beim Eintreffen des Digits 1 in der Stufe (N+1) 66, wodurch angezeigt wird, daß der Speicher 41 das komplette Muster der abgetasteten Code-Gruppe enthält, wird der bistabile Multivibrator 65 zurückgestellt, wodurch die Gatter 61 und 64 geschlossen und das Gatter 67 geöffnet werden, um die Zeitimpulse durch das Gatter 47 zum Generator 51 und zum Zähler 52 durchzulassen bis der Generator dasselbe Muster bzw. da-sselbe Zeichen wie der Speicher 41 enthält. Da der Zähler und die anderen Stufen bei jedem Startimpuls zurückgestellt werden, spricht die Vorrichtung unabhängig von der Bewegungsrichtung richtig an, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.When digit 1 arrives at level (N + 1) 66, which indicates it becomes that the memory 41 contains the complete pattern of the scanned code group, the bistable multivibrator 65 is reset, whereby the gates 61 and 64 closed and gate 67 opened, the timing pulses through the gate 47 to the generator 51 and to the counter 52 pass until the generator has the same pattern or the same characters as the memory 41 contains. As the counter and the other Levels at be reset with each start impulse, speaks the Device correctly regardless of the direction of movement, as in the embodiment according to Fig. 1.

Die Wiederholungsfrequenz der Zeitimpulse sollte ausreichend sein, um dem Zähler die Möglichkeit zu geben, mit der größten auftretenden Bewegungsgeschwindigkeit des Arbeitstisches Schritt zu halten, im übrigen ist diese Frequenz nicht kritisch.The repetition frequency of the time pulses should be sufficient to give the counter the ability to move with the greatest speed of movement that occurs of the work table, otherwise this frequency is not critical.

Falls eine rotierende oder eine andere periodische Abtasteinrichtung unerwünscht ist, kann die Übertragungseinrichtung modifiziert werden, so daß die N-Digits einer Gruppe anstatt der Reihe nach parallel auf den Speicher übertragen werden. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 6 gezeigt.If a rotating or some other periodic scanning device is undesirable, the transmission device can be modified so that the Transfer N digits of a group in parallel to the memory instead of one after the other will. Such an arrangement is shown in FIG.

Das Gitter 11, das wie zuvor, am Arbeitstisch angebracht ist und 4-Digit-Zeichen trägt , wird von einer stationären Lampe 71 beleuchtet, deren Licht abgeschirmt wird, um es grob auf die vier Elemente des speziellen Zeichens zu begrenzen, das die Position des Tisches in dem speziellen Augenblick darstellt.The grid 11, which is attached to the work table as before, and 4-digit characters is illuminated by a stationary lamp 71 whose light is shielded to roughly limit it to the four elements of the special character that represents the position of the table at that particular moment.

Durch diese vier Elemente wird ein Satz 72 von vier Fotozellen beleuchtet und zwar je eine für jedes Digit des Zeichens. Wie bei Fig. 5 ist das Zeichen in vergrößertem Maßstab gezeichnet.A set 72 of four photocells is illuminated by these four elements one for each digit of the sign. As with Fig. 5, the character is in drawn on an enlarged scale.

In der Praxis, in der die Elemente de Zeichens enger beieinander angeordnet sln als dies für die Zellen praktisch ist, können die letzteren in geeignetem stand angeordnet werden und das Licht kann von den Code-Elementen durch geeignete optische Mittel, wie z.B. durch optische Fasern (nicht gezeigt) zu den Zellen geführt werden.In practice, in which the elements of the character are arranged closer together As soon as this is practical for the cells, the latter may stand in a suitable position be arranged and the light can be from the code elements by suitable optical Means such as guided to the cells by optical fibers (not shown).

Um Fehler bei einer Ablesung der Zellen zu vermeiden, wenn diese halbwegs zwischen benachbarten digitalen Elementen sind, statt mittig mit diesen zu fluchten, ist ein zweiter Satz 73 aus vier Zellen vorgesehen, der um eine halbe Digit-Breite seitlich gegenüber dem Satz 72 versetzt ist. In der Zeichnung sind die Zellen des Satzes 72 zentrisch zu den Digits angeordnet, während diejenigen des Satzes 73 halbwegs zwischen benachbarten Digits liegen.To avoid errors when reading the cells when they are halfway between neighboring digital elements, instead of being aligned with them in the middle, a second set 73 of four cells is provided which is one-half digit width is laterally offset from the set 72. In the drawing, the cells of the Set 72 arranged centrically to the digits, while those of set 73 are halfway lie between adjacent digits.

Um den Satz auszuwählen, der in einem gegebenen Augenblick am meisten zentrisch ausgerichtet ist, in der Zeichnung z.B. der Satz 72, ist ein zweites optisches Gitter 74 am Arbeitstisch angebracht. Es ist dem Gitter 62 nach Fig. 5 ähnlich und wird durch die Lampe 71 oder durch eine separate Lampe, falls dies zweckmäßiger ist, beleuchtet.To choose the phrase that most in a given moment is centered, e.g. sentence 72 in the drawing, is a second optical one Grid 74 attached to the work table. It is similar to the grid 62 of FIG. 5 and is by lamp 71 or by a separate lamp if more convenient is illuminated.

Das Gitter 74 wird von einer Fotozelle 75 abgelesen, deren Signal zum Steuern einer Schaltstufe 76 dient, durch welche die beiden Sätze mit einem Speicher 41' (staticisor) verbunden werden.The grid 74 is read by a photocell 75 whose signal is used to control a switching stage 76, through which the two sets with a Memory 41 '(staticisor) are connected.

Die Zelle 75 steuert somit die Stufe 76, um in irgendeinem gegebenen Augenblick denjenigen der beiden Sätze, der am meisten zentrisch mit den Code-Elementen ausgerichtet ist, in diesem Beispiel der Sdz 72, mit dem Speicher 41' zu verbinden.The cell 75 thus controls the stage 76 to in any given Moment that of the two sentences that is most centric with the code elements is aligned, in this example the Sdz 72, to connect to the memory 41 '.

Der Speicher hat das Bezugszeichen 41', um ihn vom Speicher 41 der oben beschriebenen Ausführungsformen zu unterscheiden, da die beiden Speicher nicht völlig gleich aufgebaut sind. Der Speicher 41' besteht aus N(vier) bistabilen Stufen 77, die mit den vier Zellen des gewählten Satzes verbunden sind. Jede Stufe wird in ihre eingestellte Stellung (set condition) geschaltet, wenn die Zelle, mit der sie verbunden ist, das Digit 1 des Code-Zeichens abliest, während, wenn das abgelesene Digit O ist, befindet sich die Stufe in ihrem rückgestellten Zustand.The memory has the reference numeral 41 'to distinguish it from the memory 41 of the to distinguish embodiments described above, since the two memories are not are constructed in exactly the same way. The memory 41 'consists of N (four) bistable stages 77 associated with the four cells of the selected set. Each stage will is switched to its set condition when the Cell, with which it is connected reads the digit 1 of the code character, while if the digit read is O, the stage is in its reset state.

Der Komparator 53, der Code-Generator 51 und der Zähler 52 können wie zuvor ausgebildet sein, und die Impulse zur Betätigung des Generators und des Zählers werden wiederum von einem Zeitgeber 43 abgenommen, der über das Tor 47 mit der Stufe 51 und dem Zähler 52 verbunden ist. In Abwesenheit eines sich bewegenden Abtastgerätes werden die Rückstell-Signale vom Zeitgeber über eine Stufe 81 abgenommen, die nur jeden nten Impuls durchläßt.The comparator 53, the code generator 51 and the counter 52 can be designed as before, and the pulses for operating the generator and the Counters are in turn taken from a timer 43, which via the gate 47 with the stage 51 and the counter 52 is connected. In the absence of a moving Scanning device, the reset signals are taken from the timer via a stage 81, which only lets through every nth impulse.

Diese werden zur Rückstellung des Generators und des Zählers benutzt. Ferner wird jeder dieser Impulse auf den Speicher gegeben, wodurch die Stufen 77 veranlaßt werden, das Zeichen zu lesen, das durch den Satz von Fotozellen dargestellt wird, der durch die Stufe 76 durchgeschaltet worden ist.These are used to reset the generator and the counter. Furthermore, each of these pulses is given to the memory, whereby the steps 77 be made to read the character represented by the set of photocells which has been switched through by stage 76.

Die jedem nten Impuls folgenden Impulse betätigen den Code-Generator 51 und den Zähler 52 im wesertlichen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen , bis das Zeichen im Generator mit demjenigen im Speicher übereinstimmt, worauf der Komparator das Tor 47 blockiert. Um zu verhindern, daß die nten Impulse den Generator und den Zähler erreichen, ist ein weiteres UND-NICHT-Tor 82 zwischen den Zeitgeber und das Tor 47 geschaltet, das bei jedem nten Impuls geschlossen wird.The pulses following every nth pulse activate the code generator 51 and the counter 52 essentially as in the embodiments described above until the character in the generator matches the one in memory, whereupon the comparator blocks gate 47. In order to prevent the nth pulses from the Generator and the counter reach another AND-NOT gate 82 between the Timer and gate 47 switched, which is closed with every nth pulse.

Wie bei der Anordnung nach Fig. 4 ist der Zeitgeber frei laufend.As in the arrangement of FIG. 4, the timer is free running.

Die Frequenz und die Größe von n sollten so gewählt sdn, daß sämtliche vier möglichen Code-Gruppen nacheinander im Generator 51 aufgebaut werden können, ehe die größte mögliche Bewegungsgeschwindigkeit des Arbeitstisches die nächste Code-Gruppe in die Ablesestellung gebracht hat, oder in anderen Worten, ehe der Arbeitstisch sich so weit bewegt hat, daß die Zellen des Satzes 73 mehr zentrisch liegen als die des Satzes 72 und so bereit sind, daß sie auf den Speicher geschaltet bzw. mit ihm verbunden werden.The frequency and the size of n should be chosen so that all four possible code groups can be built up one after the other in generator 51, before the greatest possible speed of movement of the work table has brought the next code group into reading position, or in other words, before the work table has moved so far that the cells of sentence 73 are more are centered than those of the set 72 and are ready to go to memory switched or connected to it.

Da sich der Arbeitstisch stetig in einer Richtung bewegt, werden die Fotozellen-Sätze 72 und 73 alternativ geschaltet und an den Speicher angeschlossen. Während des kurzen Intervalls, in dem ein Satz auf diese Weise geschaltet wird, werden durch einen nten Impuls des Zeitgebers die Stufen 77 in den Zustand gebracht, der die Digits darstellt, die von diesen Zellen abgelesen werden.Since the work table moves steadily in one direction, the Photocell sets 72 and 73 switched alternatively and connected to the memory. During the short interval in which a record is switched in this way, the stages 77 are brought into the state by an nth pulse of the timer, which represents the digits read from these cells.

Die nachfolgenden Impulse veranlassen die Stufe 51, das Zeichen im Speicher zu verdoppeln und die geeignete Anzahl von Impulsen in den Zähler einzugeben. Der Zeitgeber läuft genügend schnell, um diesen Prozeß beendet zu haben, ehe der andere Satz von Zellen in die Ablesestellung gebracht ist.The subsequent pulses cause stage 51 to display the character im Double the memory and enter the appropriate number of pulses into the counter. The timer runs fast enough to finish this process before the other set of cells is in the reading position.

Da Zähler und Generator jeweils zurückgestellt werden, ehe ein Zeichen gelesen wird, spricht die Vorrichtung auch bei umgekehrter Bewegungsrichtung in gleicher Weise an.Since the counter and generator are each reset before a character is read, the device speaks in the opposite direction of movement same way.

Soll die Ablesung, die von der Code-Spur abgeleitet wird, ergänzt werden, so kann die Ausführungsform modifiziert werden, wie in Fig. 7 gezeigt ist.Should the reading derived from the code track be supplemented the embodiment can be modified as shown in FIG.

Hier ist das Gitter 74 von Fig. 6 durch ein Gitter 83 ersetzt worden, das sich ebenso wie das Gitter 11 zusammen mit dem Werkstück bewegt und das in Verbindung mit einem kurzen ortsfesten Index-Gitter 84 ein zyklisches Muster 85 erzeugt, dessen Wellenlänge gleich der Teilung des Code-Gitters 11 ist und das durch die Lampe 71 beleuchtet wird.Here the grid 74 of Fig. 6 has been replaced by a grid 83, which, like the grid 11, moves together with the workpiece and that in connection generated with a short fixed index grid 84 a cyclic pattern 85, the wavelength is equal to the pitch of the code grid 11 and that is illuminated by the lamp 71.

Eine zusammen mit dem Muster 85 verwendbare Vorrichtung kann im wesertlichenso ausgebildet sein, wie sie anhand von Fig. 1 der USA-Patentschrift Nr. 3 449 743 beschrieben ist. Diese Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Gruppe 86 aus vier Fotozellen, die so angeordnet sind, daß sie auf das Muster in 9O0-Abständen ansprechen. Nach einer Phasenmultiplikation in inner Stufe, die in Fig. 7 durch den Block 87 dargestellt ist, die in Form eines Ring-Potentiometers ausgebildet ist, werden die Fotozellen-Signale durch eine Stufe 91 in Impulsform umgeformt und über Addier-Subtrahier-Leitungen A und S auf einen Zähler 44' gegeben, der dem Zähler 44 nach Fig. 1 entspricht.A device that can be used in conjunction with the pattern 85 can essentially be as follows 1 of U.S. Patent No. 3,449,743 is described. This device essentially comprises a group 86 of four Photocells arranged to respond to the pattern at 900 intervals. After a phase multiplication in the inner stage, which is shown in FIG. 7 by the block 87 is shown, which is designed in the form of a ring potentiometer, the Photocell signals converted into pulse form by a stage 91 and via add-subtract lines A and S are given to a counter 44 'which corresponds to the counter 44 of FIG.

Die Anordnung ist so getroffen, daß für jeden Zyklus der Muster-Bewegung zehn Impulse auf den Zähler gegeben werden, die entsprechend der Bewegungsrichtung addiert oder subtrahiert werden.The arrangement is such that for each cycle of the pattern movement ten pulses are given to the counter, corresponding to the direction of movement can be added or subtracted.

Die durch den Zähler 44! erzeugte Ablesung unterteilt daher die Ablesung durch den Zähler 52 un den Faktor zehn.The by the counter 44! generated reading therefore divides the reading by the counter 52 and the factor ten.

Da das aus der Stufe 87 abgeleitete Signal auf die Bewegung des Code-Gitters 11 und auf die Bewegung der Spur 83 anspricht, kann es dazu benutzt werden, anzugeben, welche Zeitsteuerung in Abhängigkeit von der Arbeitstischbewegung für den Code-Identifizierungsteil der Anlage erforderlich ist.Since the signal derived from stage 87 acts on the movement of the code grid 11 and is responsive to the movement of track 83, it can be used to indicate which time control depending on the work table movement for the code identification part the system is required.

So kann das Signal zum Steuern der Schaltstufe 76 anstatt von der Spur 74 und der Fotozelle 75 von dem geeigneten Phasenpunkt in Stufe 87 abgenommen werden. Der übrige Teil der Anlage nach Fig.So the signal to control the switching stage 76 instead of the Trace 74 and photocell 75 removed from the appropriate phase point in step 87 will. The remaining part of the system according to Fig.

7, der sich mit den von der Code-Skala abgeleiteten Messungen befasst, kann wie bei Fig. 6 ausgeführt sein und ist daher nicht gezeigt.7, which deals with the measurements derived from the code scale deals, can be designed as in FIG. 6 and is therefore not shown.

Ist eine genauere Messung erwünscht, um diejenige einer Code-Messung mit paralleler Auslesung bzw. Anzeige zu ergänzen, die in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 beschrieben wurde, so kann es notwendig sein, ein dynamisches System zu verwenden. Ein Beispiel eines solchen Systems ist in Fig. 8 dargestellt.If a more precise measurement is desired, around that of a code measurement to be supplemented with parallel readout or display, which in connection with Fig. 6 and 7, it may be necessary to use a dynamic system too use. An example of such a system is shown in FIG.

Die Steuer-,Bezugs- und Startsignale werden von den Fotozellen 24,26 und 34 abgeleitet, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei die Trommel und die zugehörigen Gitter aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurden. Von diesen Signalen können die Impulse für den Zähler 44 ebenso wie bei Fig. 1 abgeleitet werden. Ebenfalls können diese genaueren Signale zur Zeitsteuerung der Code-Identifiziereinrichtung benutzt werden. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch der Zeitgeber 43, der bei der Ausführungsform nach Fig. 6 freijläuft, durch das Bezugssignal gesteuert, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.The control, reference and start signals are from the photocells 24,26 and 34 derived, as in the embodiment of FIG. 1, wherein the drum and the associated grids have been omitted for the sake of clarity. from The pulses for the counter 44 can be derived from these signals in the same way as in FIG will. These more precise signals can also be used for timing the code identification device to be used. In this embodiment, however, the timer 43, which at the embodiment of FIG. 6 free runs, controlled by the reference signal, such as in the embodiment according to FIG. 1.

In gleicher Weise wird die Steueruny der Schaltstufe X zur Auswahl des geeigneten Satzes der Fotozellen mit Hilfe eines Signales vorgenommen, das von der 0,5-Digit-Stufe des Zählers 44 abgenommen wird und das demzufolge zwei Mal in jeder Code-Gruppe auftritt. Ferner wird das Signal, das die Gruppen-Ablesung, die von dem aktiven Satz der Fotozellen abgeleitet wird, auf den Speicher 41' überträgt, durch das erste Bezugssignal geliefert, das einem Startimpuls folgt Um dieses Übertragungssignal abzuleiten, wird jeder Startimpuls auf einen bistabilen Multivibrator 92 gegeben, um diesen zu schalten, wodurch ein UND-Tor 93 veranlaßt wird, den nächsten Bezugs-Impuls vom Speicher durchzulassen, wobei der Speicher durch den nächsten Steuer-Impuls zurückgestellt wird.In the same way, the control unit for switching stage X is available for selection of the appropriate set of photocells by means of a signal sent by the 0.5-digit stage of the counter 44 is taken and therefore twice in every code group occurs. Furthermore, the signal representing the group reading, the derived from the active set of photocells is transferred to memory 41 ', supplied by the first reference signal following a start pulse Um this transmission signal derive, each start pulse is given to a bistable multivibrator 92, around to switch this, causing an AND gate 93 to send the next reference pulse to let through from the memory, the memory by the next control pulse is postponed.

Weitere Rückstellungen können, wie oben, durch das Startsignal bewirkt werden. Der Speicher und der Code-Generator brauchen keine getrennten Stufen sein. Sie können in einer Einheit kombiniert sein, die mit einer Vergleichs-Einrichtung verbunden ist, die dem Komparator 53 äquivalent ist.As above, further resets can be effected by the start signal will. The memory and the code generator need not be separate stages. They can be combined in one unit with a comparison facility which is equivalent to the comparator 53 is connected.

Das Prinzip der Wirkungsweise besteht darin, daß während jeder Auslesung,(von der fkr den Augenblick angenommen wird, dass es eine Serien-Auslesung ist) diese Einheit als Schiebe-Register wirkt, die von einem Bezugszustand aus wie z.B. 0001 arbeitet.The principle of operation is that during each readout, (from which is assumed for the moment that it is a serial readout) this Unit acts as a shift register, which is based on a reference state such as 0001 is working.

Bei Vollendung der Aus Ablesung (was durch den Eintritt des Digits 1 in eine (N+l)ste Stufe identfiziert werden kann, wie oben beschrieben) wird die Einheit zu einem Code-Generator umgeschaltet, während sie das gespeicherte Code-Zeichen beäLt.Dieser Generator wird durch dieselbe Art von Zeitimpulsen auf den Bezugs zustand zurückgeschaltet, durch die der Generator 51 betätigt wird, wobei diese Impulse ebenfalls einem Zähler zugeführt werden. Die Rückkehr der Einheit auf den Bezugs zustand wird durch die Vergleichseinrichtung festgestellt, d.h. diese vergleicht den tatsächlichen Zustand der Einheit mit dem Bezugszustand und blockiert den Zustrom von Impulsen, wenn die beiden Zustände gleich sind.When the Aus reading is completed (which is caused by the occurrence of the Digits 1 can be identified in an (N + 1) th stage, as described above) is the Unit switched to a code generator while using the stored code character This generator is set to the reference state by the same type of timing pulses switched back, through which the generator 51 is operated, these pulses can also be fed to a counter. The return of unity to the reference state is determined by the comparison device, i.e. it compares the actual state of the unit with the reference state and blocks the flow of pulses when the two states are the same.

Die Anzahl von Impulsen, die für diese Rückstellung benötigt wird, stellt die abgetastete Code-Gruppe dar.The number of pulses required for this reset represents the scanned code group.

Alles, was dieser Übergang bewirkt, ist, die bistabilen Stufen des Registers wieder miteinander zu verbinden, unter Hinzunahme einer geeigneten Rückkoppelung, um einen Code-Generator entsprechend dem Wert von N zu bilden.All that this transition does is the bistable stages of the To reconnect registers with each other, with the addition of a suitable feedback, around a code generator accordingly the value of N.

In Fig. 9 ist eine Anordnung in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 4 gezeigt.In Fig. 9 is an arrangement related to the embodiment shown in FIG.

Die kombinierte Einheit mit ihrer (+listen Stufe ist mit 101 bezeichnet. Mit ihr verbunden ist ein logisches Netzwerk 104, das zur Durchführung der notwendigen Schaltvorgänge dient. Die Code-Impulse werden auf den Eingang der Einheit gegeben, wenn sie als Schiebe-Register angeschlossen ist, und zwar über ein UND-Tor 102, das durch einen bistabilen Multivibrator 103, wenn dieser in seinem rückgestellten Zustand ist, auf Durchlaß geschaltet ist. In seinem eingestellten Zustand schaltet der Multivibrator 103 das Tor 67 zwischen dem Zeitgeber 43 und dem UND-NICHT-Tor 47 auf Durchlaß, von welchem die Impulse zum Zähler 52 und zum Schiebeeingang (shift input) der Einheit 101 laufen.The combined unit with its (+ list level is designated 101. Connected to it is a logical network 104, which is used to carry out the necessary Switching operations is used. The code pulses are given to the input of the unit, if it is connected as a shift register, via an AND gate 102, by a bistable multivibrator 103 when this is in its reset State is switched to pass. Switches in its set state the multivibrator 103 the gate 67 between the timer 43 and the AND-NOT gate 47 on pass, from which the pulses to counter 52 and to the shift input (shift input) of the unit 101.

Das Signal zum Schalten des Multivibrators 103 wird von der (N+1)sten Stufe der Einheit abgeleitet.The signal for switching the multivibrator 103 is from the (N + 1) th Level of unity derived.

Die Funktion der Einheit wird durch das logische Netzwerk 104 bestimmt, die durch ein Funktionssignal vom Multivibrator l03 betätigt wird, um die Einheit als Schieberegister anzuschließen, wenn der Multivibrator 103 in seinen rückgestellten Zustand ist jedoch als Code-Generator, wenn der Multivibrator 103 in seinem eingestellten Zustand ist.The function of the unit is determined by the logical network 104, which is actuated by a function signal from the multivibrator l03 to the unit as a shift register when the multivibrator 103 is in its reset However, state is as a code generator when the multivibrator 103 is in its set Condition is.

Der effektive Zustand der Einheit wird durch eine Vergleichseinrichtung 105 (die ein einfaches Diodennetzwerk umfassen kann) mit dem Bezugszustand verglichen, wobei die Vergleichseinheit das Tor 47 blockiert, wenn der Bezugszustand erreicht ist.The effective state of the unit is determined by a comparison device 105 (which may comprise a simple diode network) compared to the reference state, wherein the comparison unit blocks the gate 47 when the reference state is reached is.

Der Multivibrator 103 wird durch die Startimpulse zurückgestellt: Im Betrieb ist bei Beginn einer Abtastung der Multivibrator 103 in seinem zurückgestellten Zustand, wobei er über das logische Netzwerk 104 die Einheit 101 so anschließt, daß sie als Schiebe-Register funktioniert, wobei ferner das Tor 102 auf Durchlaß geschaltet wird, um die Code-Impulse zum Register durchzulassen, synchron mit den Markierimpulsen vom Tor 54 zum Schiebe-Eingang.The multivibrator 103 is reset by the start pulses: In operation, at the start of a scan, the multivibrator 103 is in its reset position State, whereby it connects the unit 101 via the logical network 104 in such a way that that it functions as a shift register, the gate 102 also being open is switched to let the code pulses through to the register, synchronous with the Marking impulses from gate 54 to the sliding entrance.

Während dieses Vorganges hält der Multivibrator 103 das Tor 67 geschlossen, um die Zeit-Impulse zu sperren.During this process, the multivibrator 103 keeps the gate 67 closed, to block the time impulses.

Wenn das Code-Signal vollständig eingegangen ist, wird durch die hieraus resultierende Betätigung der (N+l)sten Stufe der Multivibrator 103 in seinen eingestellten Zustand (set state) geschaltet. Über das logische Netzwerk schaltet der Multivibrator 103 die Einheit lol auf ihre Code Erzeugungs-Funktion um, und ermöglicht gleichzeitig, daß die Zeitimpulse das Tor 67 passieren können, um den Code-Generator über dessen Schiebe-Eingang zu betätigen. Die Rückkehr in die Bezugsstellung wird durch die Stufe 105 festgestellt, die mittels des Tores 47 den Zustrom von Impulsen sperrt.When the code signal has been received in full, the will result in it resulting actuation of the (N + 1) th stage of the multivibrator 103 in its set State (set state) switched. The multivibrator switches via the logical network 103 converts the unit lol to its code generation function, and at the same time enables that the time pulses can pass the gate 67 to the code generator via its Sliding input to operate. The return to the reference position is made possible by the Step 105 found, which blocks the flow of pulses by means of the gate 47.

Bei Systemen mit paralleler Code-Auslesung, wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann die SmXordnung im Prinzip im wesentlichen dieselbe sein. Praktisch der einzige Unterschied von Bedeutung, ist, daß in Abwesenheit einer (N+1)sten STufe das die Funktion bestixnende Signal in anderer Weise abgeleitet werden muß, z.B durch Verwendung der Hinterflanke jedes N-ten Impulses, nachdem dieser veranlaßt hat, daß die Anzeige der Fotozelle auf den Speicher übertragen wird.In systems with parallel code readout, as shown in FIG is, the SmX order can in principle be essentially the same. Practically the the only difference of importance is that in the absence of an (N + 1) th level the signal determining the function has to be derived in some other way, e.g. by using the trailing edge of every Nth pulse after it causes it has that the display of the photocell is transferred to the memory.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, kann die rotierende Abtast-Trommel 13 der Ausführungsform nach Fig. 1 durch eine teilweise transparente Scheibe 113 ersetzt werden, die durch einen Motor 117 um eine Achse 118 in Drehung versetzt wird, und die kreisförmige Spuren 113A, 113B und 113C trägt. Die Scheibe 113 wirkt mit einer teilweise transparenten Scheibe 116 zusammen, die sich zusammen mit dem Werkstück (nicht gezeigt, entspricht aber dem Arbeitstisch 16 von Fg.1) oder einem anderen bewegten Gegenstand, der gemessen werden soll, um die Achse 118 dreht. Die Scheibe 116 trägt kreisfömige Spuren all und 122. (Elemente der Fig.10, die solchen der Fig. 1 entsprechen, haben diesselben Bezugszeichen, jedoch um 100 mehr). Außerhalb der Scheibe, aber koaxial zu ihr sind ringförmige ortsfeste Spuren 125 und 132 angeordnet. Die Scheiben werden durch eine Lampe 119 beleuchtet, deren Licht durch eine Linse 94 gerichtet wird, so daß es durch die Scheiben und die Ringe auf eine Gruppe von Fotozellen 121, 124,126 und 134 fällt. Die Spur 113A ist undurchsichtig, außer an einem einzelnen transparenten radialen Schlitz 112 ( der dem schraubenlinienförmigen Schlitz 12 von Fig. 1 entspricht) der wenn die Such ehe 113 rotiert, den Ketten-Code in Form eines radialen Gitters auf der Spur 111 abtastet.As shown in FIG. 10, the scanning rotary drum 13 may the embodiment according to FIG. 1 is replaced by a partially transparent pane 113 which is set in rotation about an axis 118 by a motor 117, and which bears circular tracks 113A, 113B and 113C. The disc 113 acts with a partially transparent disk 116 together, which is together with the workpiece (not shown, but corresponds to the work table 16 of FIG. 1) or another moving object that is to be measured rotates about the axis 118. The disc 116 bears circular traces all and 122 (elements of Fig. 10, those of 1, have the same reference numerals, but 100 more). Outside of of the disk, but coaxial with it, annular stationary tracks 125 and 132 are arranged. The panes are illuminated by a lamp 119, the light of which passes through a lens 94 is directed so that it passes through the discs and the rings onto a group of Photocells 121, 124, 126 and 134 falls. Lane 113A is opaque except on a single transparent radial slot 112 (corresponding to the helical Slot 12 of Fig. 1 corresponds to the chain code if the search rotates before 113 in the form of a radial grid on the track 111 scans.

Die Spur 113B trägt ein kontinuierliches radiales Gitter 123 mit gleichmäßigen Abständen, um ein sich bewegendes Steuergitter auf der Spur 122 und ein ortsfestes Bezugs gitter auf der Spur 125 abzutasten. Die Spur 113C ist undurchsichtig, außer an einem einzelnen transparenten Schlitz 131, um ein Startsignal zu erzeugen, wenn der Schlitz mit einem transparenten Schlitz 133 in der im übrigen undurchsichtigen Spur 132 fluchtet.The track 113B carries a continuous radial grid 123 with uniform Distances to a moving control grid on track 122 and a stationary one To scan the reference grid on the track 125. Lane 113C is opaque except at a single transparent slot 131 to generate a start signal when the slot with a transparent slot 133 in the otherwise opaque one Lane 132 is aligned.

Die Wirkungsweise dieser Abtasteinrichtung ist wegen ihrer Ähnlichkeit mit der Abtasteinrichtung nach Fig. 1 leicht erkennbar.The operation of this scanning device is because of their similarity easily recognizable with the scanning device according to FIG.

Im Rahmen der Erfindung können verschiedene Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen modifiziert werden. Beispielsweise braucht die Abtasteinrichtung nicht notwendigerweise eine rotierende Trommel oder Scheibe sein, sondern die Abtastung kann mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre nach der Methode mit wandernde Lichtpunkt durchgeführt werden.In the context of the invention, various features of the above described embodiments are modified. For example, the scanner needs not necessarily a rotating drum or disk, but the scanning can with the help of a cathode ray tube according to the method with moving light point be performed.

Das Code-Glied braucht ferner kein optisches Glied zu sein. Das Code-Gitter kann ein induktives Gitter sein, wie z.B. ein magnetisches Gitter oder Muster auf einem Band. Dies eignet sich insbesondere für Systeme mit paralleler Auslesung, wie dasjenige nach Fig. 6, wobei die Gitter 11 und 74 in magnetischer Form längs eines Bandes angeordnet und die Fotozellen durch magnetische Aufnehmer -ersetzt sein können, die sich zum Lesen stationärer Spuren eignen. Die Gitter können ferner von kapazitiver oder sogar mechanischer Natur sein.Furthermore, the code element does not need to be an optical element. The code grid can be an inductive grid, such as a magnetic grid or pattern a tape. This is particularly suitable for systems with parallel readout, like that of Fig. 6, the grids 11 and 74 in magnetic form longitudinally a band and the photocells replaced by magnetic sensors suitable for reading stationary tracks. The grids can also be of a capacitive or even mechanical nature.

Claims

Measuring device for measuring the position of a first movable object relative to a second item, characterized by a code member that is on first item attached, and a sequence of binary digital elements carries, which extends in the direction of movement and is formed so that any Group of a predetermined number N of successive elements in the pattern (pattern) differs from any other group of N consecutive elements, further by an identifier responsive to these elements and in any relative position of the two objects within the resolving power (Resolution) the pattern can be actuated to derive a measurement signal that this position identified as a particular one of these groups.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the identification device a memory stage (41), further a transmission device, which is based on this Elements appeals and the digital characters of the special group of elements transfers to the storage stage, this group being at any given instant the relative position of the first object at this moment is shown, furthermore with a code generator (51) which can be actuated by pulse excitation in order to to summarize successive of these characters, a pulse source (43) for excitation of the code generator (51), a comparison device (53) with the memory stage (41) and the Code generator (51) is connected to address if their characters are the same, and an output device pointing to the pulse source (43) and the comparison device (53) responds to this measurement signal from the number derive from pulses that have been given to excitation on the code generator (51) are.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the output device a counter (52) to which the pulses from the pulse source (43) are given, until the comparison device (53) responds, whereby the number held in the counter at any given moment the said relative position at that moment represents.

4. Apparatus according to claim 2, wherein the code member is an optical Grating is characterized in that the transmission device is a scanning device which can be moved together with the second object and in any relative position the object can be actuated within the resolution of the grating (11), to; digit to digit and thus to illuminate part of the code element including the particular of the groups mentioned, which represents this position, also with a photoelectric device (21) which is illuminated by the scanned part, and represent it as a train of at least this number of digital signals, further comprising means for selecting a group to access the memory stage (41) the N digital signals to give that particular group represent.

5. Apparatus according to claim 4, characterized by another optical grating for deriving a pulse to sample the digital signals, which are derived from the £ ode element to the memory stage (41) only one essentially the central part of each of these digital signals.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that to supplement of the measurement signal an optical control grid (22) and an optical reference grid (25) are provided which are respectively attached to the first and to the second object are that a further scanning device is provided, which with the second The object is movable and can be actuated synchronously with the first scanning device, to illuminate these grids, to use cyclic control and reference characters in the same way (patterns) with a wavelength proportional to the division of the code elements and which have a relative phase that depends on the relative position of the objects depends on the fact that a control photocell (24) and a reference photocell (26) are also provided that are illuminated via these grids, furthermore with a device that respond to the relative phase of the control and reference signals of these photocells, about the relative position of the objects within the space between neighboring ones of these digital elements, and that a facility is provided to to cause the control signal to sample the digital signals that from the code element derived to the memory stage (41) only one essentially central part of each of these digital signals.

7. Apparatus according to claim 2, characterized in that the transmission device a set of N transducers that reference the N digital elements of the particular Address character (pattern) that said relative position of the first object represents that connections are also provided to the outputs of these encoders to give the storage stage (41).

8. Apparatus according to claim 7, characterized by a further Set of N encoders that respond to the digital elements, but by half Division of these elements are offset from the first set, a switching stage (76) to optionally connect these sets (72,73) to the storage stage (41t), and by means for controlling the switching stage (76) to the memory stage to connect at any given moment with the one of these sentences who at this moment better aligned centrally with these digital elements is.

9. Apparatus according to claim 7, wherein the code member is an optical Grid is characterized in that the measuring sensors (72,73) are photocells, and that means are provided to the code member and thus the photocells to illuminate.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that to supplement of the measurement signal facilities are provided to cyclic control and reference signals with a wavelength proportional to the division of the code elements and whose relative phase depends on the relative position of the objects, furthermore with devices that respond to the relative phase of the cyclic signals, about the relative position of the objects within the space between neighboring ones of these elements to display, and with facilities to at least of these signals derive a signal to time the identifier.

11. The apparatus of claim 2, wherein the memory stage and the code generator are combined into a combined unit, characterized by a logical Network (104) which is connected to the unit (101) in order to connect it to either the Function of a memory or a code generator to switch a device to actuate the logical network after the transmission device has responded, to switch the unit (101) from the state of the memory to that of the code generator, while the stored code character is retained that further the comparison means (105) with the unit (101) is connected to its position with its reference position to compare, the comparison device after receiving a sufficient Number of pulses from the unit (101) the generator in this reference position resets, furthermore with a device for actuation of the logical Network (104) to the unit on the function of a memory before the next Postpone response of the transmission facility.