DE2104654A1

DE2104654A1 - Steuervorrichtung für Kopierauto maten

Info

Publication number: DE2104654A1
Application number: DE19712104654
Authority: DE
Inventors: Marcel Roger Palos Heights 111 Sommena (VStA)
Original assignee: HYPER LOOP
Current assignee: HYPER LOOP
Priority date: 1970-03-30
Filing date: 1971-02-02
Publication date: 1971-10-21
Also published as: BE762316A; US3667023A; FR2083656A1; GB1323106A; CH521822A; SE383116B; JPS5036317B1; CA949668A; FR2083656B1

Description

DR-INQ. DIPL. -ING. M. S-C. DIPL. PH"5. OR. OI=>L.-PHYS.

HÖGER-STELLRECHT-GRIESSBACH- HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Hyper-Loop, Inc, 7459 W. 79 th Street Bridgeview, Illinois 6o455» U. S. A.

Steuervorrichtung für Kopierautomaten

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Kopierautomaten mit einem einen Taststift tragenden Tastkopf zum Abtasten einer Schablone mit Antriebsvorrichtungen zur Bewegung des Tastkopfes gegenüber der Schablone in mindestens zwei zueinander senkrechten Richtungen.

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Bei üblichen Steuervorrichtungen dieser Art stehen am Ausgang bzw. an den Ausgängen des Tastkopfes ein oder zwei Wechselstromsignale zur Verfügung, deren Grosse proportional zur Auslenkung des Taststiftes ist und deren Phasenlage der Richtung der Auslenkung entspricht. Das Ausgangssignal kann dabei von einem einzigen Signal gebildet werden, welches die richtige Grosse und Phase hat, wobei die letztere bezüglich eines Standardsignals angezeigt wird,oder durch zwei Signale, welche den Projektionen der Auslenkung auf zwei zueinander senkrechte Achsen entsprechen. Bei den bekannten Steuervorrichtungen werden die Signale des Tastkopfes auf einen Pegel abgekappt, der einer vorgegebenen gewünschten Auslenkung entspricht, und dann gefiltert und mit einem vorgegebenen Teil der ungefilterten Signale gemischt, um ein oder mehrere Signale zu erzeugen, die eine Anzeige der Abweichung zwischen der gewünschten Auslenkung des Taststiftes und seiner tatsächlichen Auslenkung liefern. Es werden zwei Fehlersignale erzeugt, die um 9o gegeneinander phasenverschoben sind, und die Fehlersignale werden benutzt, um den Maschinenantrieb in zwei zueinander senkrechten Richtungen zu steuern. Die Maschine wird in der richtigen Richtung angetrieben, um den Fehler zwischen der tatsächlichen und der programmierten Auslenkung zu einem Minimum zu machen.

Die bekannten Systeme leiden nun alle unter dem Nachteil, dass sie bei der Behandlung der vom Tastkopf abgeleiteten

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Signale von der Benutzung einer Filtervorrichtung abhängig sind. Die Filtervorrichtung begrenzt aber die Empfindlichkeit des Systems und bringt eine frequenzabhängige Phasenverschiebung mit sich, die die Genauigkeit bei der Aufrechterhaltung der richtigen Phasenbeziehung des Ausgangssignals verschlech- Jk tert. Ferner sind bei den bekannten Systemen Vorrichtungen zur Aufspaltung oder Phasenverschiebung erforderlich, um ein Signal in zwei um 9o in der Phase gegeneinander verschobene Komponenten aufzuteilen, ein Vorgang, der ebenfalls zwangsläufig frequenzabhängig ist.

Der vorliegenden Erfindung lag nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelcut, dass Einrichtungen zur Ableitung eines Signals vorgesehen sind, welches der Grosse und dem Winkel der Auslenkung des Taststifts des Tastkopfs durch die Schablone entspricht, dass Einrichtun- \ gen zur Ableitung eines Signals vorgesehen sind, welches den: Produkt aus der Grosse der Auslenkung und einer trigonometrischen Funktion des AuslenkwinkeIs entspricht, dass Einrichtungen zur Ableitung eines Signals vorgesehen sind, welches dem Produkt aus der gewünschten Grosse der Auslenkung und einer trigonometrischen Funktion des Auslenkwinkels entspricht, und dass ein Widerstandsnetzwerk zur Mischung vorgebbarer Anteile dieser Signale und zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur

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Steuerung der Antriebsvorrichtungen vorgesehen ist.

Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn Einrichtungen zur .Einstellung der Verhältnisse der Signale entsprechend der gewünschten Geschwindigkeit des Tastkopfes gegenüber der Schablone vorgesehen sind.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Steuervorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass ein Oszillator zum Erregen des Tastkopfes vorgesehen ist, welcher ein Ausgangssignal erzeugt, das die Grosse und Richtung der Auslenkung des Taststiftes durch die Schablone anzeigt, dass Einrichtungen zum Ableiten eines ersten Signales vorgesehen sind, welches proportional zum Produkt aus der Grosse der Auslenkung und dem cos des Auslenkwinkels ist, dass eine Einrichtung zum Ableiten eines zweiten Signales vorgesehen ist, welches proportional zum Produkt aus der Grosse der Auslenkung und dem sin des AuslenkwinkeIs ist, dass eine Einrichtung zum Ableiten eines dritten Signales vorgesehen ist, welches proportional zum Produkt aus der gewünschten Grosse der Auslenkung und dem cos des Auslenkwinkels ist, dass eine Einrichtung zum Ableiten eines vierten Signales vorgesehen ist, das proportional zur gewünschten Grosse der Auslenkung und dem sin des AuslenkwinkeIs ist, dass eine Mischvorrichtung zum Mischen des ersten und dritten Signals und zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur Steuerung der An-

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triebsvorrichtungen zur Bewegung des Tastkopfes in einer ersten Richtung vorgesehen ist, und dass eine zweite Mischvorrichtung zum Mischen des zweiten und vierten Signals und zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur Steuerung der Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Tastkopfes in einer zweiten zu d der ersten Richtung senkrechten Richtung vorgesehen ist.

Der Hauptvorteil der Erfindung besteht also darin, dass eine Steuervorrichtung vorgeschlagen wird, mit welcher in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines Tastkopfes ein Maschinenantrieb in zwei oder mehr Richtungen steuerbar ist, und zwar ohne dass die Signale des Tastkopfes gefiltert oder abgekappt werden und ohne dass die Notwendigkeit zur Benutzung frequenzabhängiger Vorrichtungen zur Phasenzerlegung oder Phasenverschiebung besteht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein i Abtastkopf-Steuersystem vorgeschlagen wird, in welchem die ™ Augenblicksamplitude der von dem Tastkopf abgeleiteten Signale periodisch abgetastet und als eine Vielzahl von Ausgangssignalen zur Verfügung gestellt wird, und dass die von den Abtastvorrichtungen abgeleiteten Ausgangssignale direkt einem Paar von Operationsverstärkern zugeführt werden, die geeignet sind, den Antrieb der Maschine in zwei zueinander senkrechten Richtungen zu steuern.

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Ferner ist es ein Vorteil der erfindungsgemassen Steuervorrichtung, dass sie ohne besondere Fertigkeiten in einfacher Weise eingestellt und ausgerichtet werden kann, und dass es auch besonders einfach ist, die richtigen Arbeitsbedingungen aufrecht zu erhalten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Patentansprüche.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemassen Steuervorrichtung für einen Kopierautomaten,

Fig. 2 verschiedene Spannungsformen, wie sie beim Betrieb der Steuervorrichtung geiaäss Fig. 1 entstehen, und

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil einer Schablone eines Kopierautomaten mit Mitteln zur Steuerung der Bewegung zwischen dem Tastkopf und der Schablone in zwei zueinander senkrechten Richtungen zur Darstellung der während des Betriebs des Kopierautomaten bzw. der Steuervorrichtung auftretenden Kraftkomponenten.

In Fig. 1 ist ein Tastkopf^dargestellt, der einen Teil einer

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Maschine bildet, die einen Werkstückträger und ein Schneidwerkzeug aufweist, welches gegenüber dem Werkstückträger beweglich ist« Der Tastkopf ist gegenüber dem Schneidwerkzeug fest angeordnet,und eine Schablone 2 ist in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück (nicht dargestellt) fest angeordnet. Der Tastkopf ist mit einem Taststift 3 versehen, der ^j geeignet ist, der Kontur einer Schablone zu folgen, um über den Maschinenantrieb die Bewegung des Schneidwerkzeugs zu steuern.

Der Tastkopf wird vom Ausgangssignal eines Oszillators *J erregt. Von dem Oszillator wird dem Tastkopf ein Sinussignal über eine Leitung 5. zugeführt, und eine Leitung 6 führt dem Tastkopf ein weiteres Signal zu. Das Signal auf der Leitung ist mit demjenigen auf der Leitung 5 identisch mit der Aus- ' nähme, dass es diesem gegenüber um 9o in der Phase verschoben ist. Das Signal auf der Leitung 6 ist somit eine Kosinusschwingung, während das Signal auf der Leitung 5 eine Sinus- Jj schwingung ist. ^

Von dem Tastkopf 1 wird auf der Leitung 7 ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses Signal auf der Leitung 7 ist ein Wechselstromsignal, dessen Frequenz gleich der Frequenz des Oszillators ¹J ist, dessen Amplitude gleich dem Betrag der Auslenkung des Taststifts 3 aus seiner Normalstellung ist, und dessen Phase gegenüber der Phase des Signals auf der Leitung 5

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um einen Betrag gedreht ist, welcher dem Winkel der Auslenkung des Taststiftes 3 entspricht.

Die Leitung 7 ist mit den Eingängen zweier getrennter Abtastvorrichtungen 8 und 9 verbunden. Jede der Abtastverrichtungen 8 und 9 ist eine Vorrichtung,wie zum Beispiel die Abtastvorrichtung Modell No. ^013/25 der Firma Burr-Brown, welche die Augenblicksamplitude eines an ihrem Eingang anliegenden Signals abtastet und danach diese Grosse anzeigt. Der Abtastvorgang erfolgt jedesmal , wenn der Takteingang der Abtastvorrichtung angesteuert wird. Nach jeder Ansteuerung des Takteingangs wird ein neues Ausgangssignal geliefert, welches der Augenblicksamplitude des Eingangssignals zu diesem Zeitpunkt entspricht.

Die den Takteingängen der Abtastvorrichtungen 8 und 9 zugeführten Signale werden von den Signalen auf den Leitungen 5 und 6 abgeleitet. Die Leitungen 5 und 6 sind mit den Primärwicklungen eines Funktionsdrehmelders ko verbunden. Eine Sekundärwicklung des Funkt ions drehme lde rs ¹Io, welche ein Signal erzeugt, das dem Signal auf der Leitung 6 entspricht aber diesem gegenüber leicht phasenverschoben ist, ist über eine Leitung ¹Jl mit einem Impulsgenerator Io verbunden, dessen Ausgangssignal dem Takteingang der Abtastvorrichtung 8 zugeführt wird. Der Impulsgenerator Io enthält Einrichtungen zur Umformung der Kosinusschwingung auf der Leitung ¹Jl in eine Rechteck-

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schwingung, die mit der Kosinusschwingung in Phase ist sowie Einrichtungen zur Differenzierung der Rechteckschwingung in der Weise, dass aus der Vorder- und Rückflanke der Rechteckschwingung steile Impulse entstehen. Die Impulse sind ausreichend stark und dauern lange genug, um die Abtastvorrichtung 8 über deren Takteingang zu triggern,und der Wert des Eingangssignals wird danach bis zum nächsten Taktimpuls ange- A zeigt.

In Fig. 2ist der Spannungsverlauf auf der Leitung 5 als Schwingung 5' eingezeichnet, und das Kosinussignal auf der Leitung 6 ist als Schwingung 6¹ eingezeichnet. Das Ausgangssignal des Tastkopfes 1 auf der Leitung 7 ist als Schwingung 7' dargestellt, und man erkennt, dass diese Schwingung 7' gegenüber der Schwingung 5¹ um einen Winkel (OC + TT) phasenverschoben ist. Das Taktsignal wird von dem Signalgenerator Io erzeugt, wenn die Schwingung 6' aus dem positiven Bereich kommend die Uullinie schneidet, und zwar zu den Zeiten t_Q. Der Augenblickswert der Schwingung zur Zeit t_Q ist d χ cos <λ, J wobei mit d die Amplitude der Schwingung 7' bezeichnet ist.

Der Takteingang der Abtastvorrichtung 8 ist nur mit Impulsen gleicher Polarität ansteuerbar, so dass die Abtastvorrichtung während jeder Schwingung des Oszillators Ί einmal dui'ch den Impuls angesteuert wird, der erzeugt wird, wenn die Schwingung 6' die Nullinie von oben nach unten überschreitet, wie dies

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in Pig. 2 gezeigt ist. Die. Impulse., die erzeugt werden, wenn d.ie Schwingung β¹ die Nullinie in entgegengesetzter Richtung überquert, werden nicht ausgewertet«

Das Signal, das an den Takteingang der Abtastvorrichtung 9 angelegt wird, wird aus dem Signal auf der Leitung 5 abgeleitet. Die Leitung 5 ist mit dem Punktionsdrehmelder 4o verbunden, und ein Signal auf einer Ausgangsleitung *I2 entspricht dem Signal auf der Leitung 5» ist jedoch diesem gegenüber geringfügig in der Phase verschoben, um jegliche Phasenverschiebung innerhalb des Tastkopfes 1 zu kompensieren. Der Impulsgenerator 11 liegt zwischen der Leitung h2 und dem Takteingang der Abtastvorrichtung 9. Der Impulsgenerator 11 ist iait dem Impulsgenerator Io identisch. Die Impulse, die dem Takteingang der Abtastvorrichtung 9 zugeführt werden, sind gegenüber denjenigen, die dem Takteingang der Abtastvorrichtung 8 zugeführt werden,um 9o phasenverschoben und treten zu den Zeiten t^ auf, zu welchen die Schwingung 5^f die Nullinie kreuzt, wie dies Fig. 2 zeigt. Der Augenblickswert der Schwingung 7' ist zu dem Zeitpunkt t. gleich d χ sin öl .

Die Ausgangssignale der Abtastvorrichtungen 8 und 9 sind folglich gleich d χ cos c*. bzw. d χ sin <x . Venn das von dem Abtastkopf erzeugte Signal auf der Leitung 7 um l8o° gegenüber der Sinusschwingung auf der Leitung 5 phasenverschoben ist, dann fallen die Nulldurchgänge der Schwingung 5* nit den

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Nulldurchgängen der vom Taststift erzeugten Schwingung 7' zusammen und das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung 9 wird Null. Wenn die Phasenverschiebung zwischen der Schwingung 7' und der Sinusschwingung auf der Leitung 5 grosser oder kleiner als l8o° ist, dann entspricht das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung 9 dem sin der Differenz multipliziert mit der Amplitude der Auslenkung. Da das Signal auf der Leitung 6 ge- M genüber demjenigen auf der Leitung 5 um 9o phasenverschoben ist, ist das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung 8, wenn o(, gleich Null ist, gleich der Amplitude des vom Abtastkopf 1 erzeugten Signals.

In ähnlicher Weise liegt die Sinusschwingung auf der Leitung über einen Funktionsdrehmelder 43 am Ausgang einer Abtastvorrichtung 12 an, und über den gleichen Funktionsdrehir.elder *I3 liegt die Kosinusschwingung auf der LeifeUiifr 6 am Eingang einer Abtastvorrichtung 13 an. Der Zweck des funkt-ionsdrehmelders *J3 besteht darin, die Phasenlage der Signale auf den Leitungen 5 und 6 ein wenig zu verschieben, ehe er sie an * die Abtastvorrichtungen 12 und 13 weitergibt, um möglicherwei- * se innerhalb des Tastkopfes 1 und des Impulsgenerators lH aufgetretene Phasenverschiebungen zu kompensieren. Das vom Tastkopf erzeugte Signal auf der Leitung 7 speist einen Impulsgenerator Ift, dessen Ausgang mit den Takteingängen beider Abtastvorrichtungen 12 und 13 verbunden ist. Folglich sind die Ausgangssignale der Abtastvorrichtungen 12 und 13 gleich

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A χ sin OC bzw. A χ cos ex. , wobei A die Amplitude der Signale auf den Leitungen 5 und 6 ist. Das Vorzeichen der Ausgangssignale beider Abtastvorrichtungen 12 und 13 ist negativ, wie dies in Fig. 1 eingetragen ist.

Diese Ausgangssignale entsprechen den Ausgangssignalen, die von der Abtastvorrichtung 8 bzw. 9 erzeugt werden und unterscheiden sich von diesen in ihrer Amplitude, da die Amplitude der Ausgangssignale der Abtastvorrichtungen 8 und 9 proportional zur Auslenkung d ist.

Die vier Ausgangssignale, die von den Abtastvorrichtungen 8, 9, 12 und 13 erzeugt werden, werden gemischt, um ein Paar von AusgangsSignalen zu erzeugen, die benutzt werden, um die Antriebsvorrichtungen des Automaten in zwei zueinander senkrechten Richtungen anzutreiben. Auf diese V/eise werden das Werkzeug und der Taststift geneinsam in eine geeignete Richtung bewegt, um eine konstante Auslenkung des Taststiftes bei konstanter Geschwindigkeit der Bewegung des Taststiftes gegenüber der Schablone aufrecht zu erhalten.

Die Mischvorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt. Die Ausgänge eines Paares von Operationsverstärkern 15 und 16 sind mit dem X- bzw. dem Y-Servomotor des Maschinenantriebs verbunden. E^in Widerstand 17 verbindet den Ausgang der Abtastvorrichtung 8 mit dem Eingang des Operationsverstärkers 15. Ein Potentiome-

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ter 18 liegt am Ausgang der Abtastvorrichtung 13 und der Abgriff des Potentiometers 18 ist mit dem Eingang des Operationsverstärkers 15 über einen Widerstand 19 verbunden. WEnn die Signale d χ cos cl und -A χ cos ex gleich sind und entgegengesetztes Vorzeichen besitzen, dann ist die Auslenkung d gleich der Amplitude A des Oszillators k, und das Eingangssignal für den Operationsverstärker 15 bleibt auf einem Ruhepotential. Da dem Operationsverstärker 15 kein Signal zugeführt wird, erfolgt kein Antrieb in X-Richtung, solange der Taststift nicht in dieser Richtung an der Schablone entlangfahren soll, wie dies später noch erklärt werden wird.

Wenn jedoch A und d nicht identisch sind, ergibt sich ein resultierendes Eingangssignal für den Operationsverstärker 15, der einen Antrieb in X-Richtung zur Folge «Jiat, und zwar in der Richtung, in der die Differenz zwischen der Auslenkung d und der Amplitude A des Oszillators 4 verringert wird.

Der Ausgang der Abtastvorrichtung 9 ist mit dem Eingang des Operationsverstärkers 16 über einen Widerstand 2o verbunden. Am Ausgang der Abtastvorrichtung 12 liegt ein Potentiometer 21, dessen Anzapfung mit dem Eingang des Operationsverstärkers 16 über einen Widerstand 22 verbunden ist. Die Betriebsweise des Operationsverstärkers 16 ist mit der des Operations verstärkers 15 identisch, und der Operationsverstärker 16 erzeugt ein Steuersignal für den Y-Servomotor in der gleichen

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Weise, in der der Operationsverstärker 15 das Steuersignal für den X-Servomotor erzeugt. Das Steuersignal veranlasst einen Antrieb längs der Y-Achse in der Richtung, in der der Unterschied zwischen der Auslenkung d und der Amplitude A des Oszillators h verringert wird. An den Eingängen der Ope-

bei

rationsverstärker 15 und 16 wird ein zusätzliches Signal /gemischt, um den Taststift zu veranlassen, längs der Schablone zu wandern.

Die Funktionsdrehmelder *lo und H3 sind beide von Hand auf diejenige Phasenverschiebung einstellbar, die sie bei ihren Signalen bewirken, so dass die Uachführsignale nicht durch Phasenverschiebungen beeinträchtigt werden, die vom Tastkopf 1 oder anderen Schaltkreisteilen herbeigeführt werden, sondern in der richtigen Beziehung zu der Auslenkung stehen, die in Fig. 3 angezeigt ist.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Schablone mit einer gekrümmten Oberfläche, und es kann daraus entnoirjnen werden, dass die Richtung der Auslenkung senkrecht zur Schablone ist und dass die Richtung der Bewegung senkrecht zur Richtung der Auslenkung sein muss. Dies kann erreicht werden, indem man den Maschinenantrieb längs der X-Achse in der Weise steuert, dass ein Signal vorgesehen wird, das proportional zur Auslenkung in der Y-Richtung ist und indem man gleichzeitig den Maschinenantrieb in Richtung der Y-Achse in der Weise steuert, dass

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ein Signal, welches zur Auslenkung in der X-Richtung proportional ist, vorgesehen wird. Das Vorzeichen eines der Signale wird umgekehrt. Eine Bewegung des Taststiftes im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn, und zwar um die Schablone herum, kann erreicht werden, indem selektiv das Vorzeichen des einen oder des anderen der Steuersignale invertiert wird.

Das Signal zur Steuerung der Bewegung längs der Schablone in X-Richtung wird von der Abtastvorrichtung 12 sowie von einem Tachometer 5o abgeleitet. Der Ausgang der Abtastvorrichtung liegt über eine Leitung 23,einen Inverter 24 und einen normalerweise geschlossenen Kontakt 25 an einem Ende eines Potentiometers 26. Das andere Ende des Potentiometers 26 liegt an Bezugspotential,und der Abgriff dieses Potentiometers ist über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 32 und einen Widerstand 27 mit dem Eingang des Operationsverstärkers 15 verbunden. Das Tachometer 50, welches ein Signal erzeugt, das proportional zur Geschwindigkeit des Werkzeugträgers gegenüber dem Werkstück in X-Richtung ist, ist mit dem Eingang des Operationsverstärkers 15 über einen Widerstand 52 verbunden. Das Signal zur Steuerung der Bewegung in Y-Richtung wird von der Abtastvorrichtung 13 und einem Tachometer 54 abgeleitet. Der Ausgang der Abtastvorrichtung 13 ist über eine Leitung 28 und einen normalerweise geschlossenen Kontakt 29 mit einen Ende eines Potentiometers 3o verbunden. Der Abgriff des Potentiometers 3o ist mit dem Eingang des Operationsverstärkers l6

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über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 33 und einen Widerstand 31 verbunden. DaS Tachometer 5^, welches ein Signal erzeugt, das proportional zur Geschwindigkeit des Werkzeugträgers gegenüber dem Werkstück in Y-Richtung ist, ist mit dem Eingang des Operationsverstärkers 16 über einen Widerstand 56 verbunden. Die zusammengesetzten Signale an den Eingängen der Operationsverstärker 15 und l6 veranlassen den Taststift, die Schablone entgegen dem Uhrzeigersinn abzutasten, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch die Einstellung der Potentiometer 26 und 3o bestimmt wird.

Wenn eine Abtastung im Uhrzeigersinn gewünscht wird, wird der Kontakt 25 geöffnet und ein Kontakt 32 geschlossen, der parallel zu dem Inverter 2¹I liegt und die Leitung 23 direkt mit der. Potentiometer 26 verbindet. Ferner wird der Kontakt 29 geöffnet und der Kontakt 33 geschlossen, wodurch die Leitung 2δ über einen Inverter 34 mit dem Potentiometer 30 verbunden v;ird. Auf diese V/eise werden die Vorzeichen der Ausgangssignale der Abtastvorrichtungen 12 und 13 beide invertiert.

Die Grcsse der an die Eingänge der Operationsverstärker 15 und 16 über die Widerstände 27 und 31 angelegten Signale ist durch die Potentiometer 26 und 30 regelbar, die mechanisch miteinander gekuppelt sind. Durch Einstellung der Potentiometer 2? und 3o kann die Abtastgeschwindigkeit des Taststiftes nach Wunsch gesteigert oder vermindert werden. Wenn die Abtastgeschwindig-

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keit in der X- und Y-Richtung gleich der durch die Einstellung der Potentiometer 26 und 3o vorgegebenen Geschwindigkeit ist, dann löschen die Signale der Tachometer 5o und 54 die Signale der Potentiometer 26 und 3o genau aus, und (vorausgesetzt, dass die Auslenkung die richtige Grosse besitzt) die Operationsverstärker 15 und 16 erhalten keine Eingangssignale. Wenn die Tachometersignale kleiner als die entspre- J chenden Signale von den Potentiometern 26 und 3o sind, dann tendiert die Differenz zum Erhöhen der Abtastgeschwindigkeit, und wenn die Tachometersignale die entsprechenden Signale der Potentiometer 26 und 3o übersteigen, wird die Abtastgeschwindigkeit vermindert. Die Potentiometer 18 und 21, die gleichfalls mechanisch miteinander gekuppelt sind, sind so eingestellt, dass sie eine vorgegebene Auslenkung des Taststiftes definieren. Durch Einstellung der Auslenkung des Taststiftes kann der Weg des Werkzeugs der Maschine gegenüber der Schablone so eingestellt werden, dass eine Bearbeitungsform erreicht wird, deren Grosse sich von der Grosse der Schablone unterscheidet. Die Auslenkungssteuerung ist besonders vorteilhaft, J wenn beispielsweise bei einer Kopierdrehbank ein grober Schnitt mit hohen Antriebsgeschwindigkeiten gewünscht wird und wenn anschliessend bei niedrigerer Antriebsgeschwindigkeit eine Feinabdrehung erfolgt. Die Auslenkung wird dabei für die Feinabdrehung geringfügig erhöht.

Die Inverter 2h und J>k liefern Ausgangssignale, die in der

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Grosse mit den entsprechenden Eingangssignaien identisch sind, diesen gegenüber jedoch ein umgekehrtes Vorzeichen aufweisen. Es gibt viele bekannte Schaltungen, mit denen diese Funktion mit grosser Genauigkeit erreicht werden kann, so dass der Aufbau der Inverter nicht im einzelnen beschrieben werden soll.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass keine Filter- oder Abkappvorrichtungen bei der vorliegenden Erfindung erforderlich sind. Aus diesem Grunde stellt die Frequenz des Oszillators ²J die einzige Grenze für die Empfindlichkeit des Systems dar, denn es werden keine frequenzempfindlichen Schaltkreise benutzt. Ferner sind sämtliche Signale, die an den Eingängen der Operationsverstärker 15 und 16 gemischt werden, Gleichspannungen (oder Wechselspannungen niedriger Frequenz). Es werden keine phasenschiebenden Vorrichtungen oder andere frequenzempfindliche Schaltungen benötigt.

Ein Paar von normalerweise geschlossenen Kontakten 32 und 33 liegt in Serie mit den Widerständen 27 bzw. 31, und ein weiteres Paar normalerweise geschlossener Kontakte J>6 und 37 liegt in Serie mit den Widerständen 19 und 22. Die Kontakte 3*fj 35j 36 ^und 37 sind mechanisch miteinander gekuppelt und wenn sie geöffnet werden, was entweder von Hand oder mittels eines geeigneten Relais erfolgen kann, kann der Taststift leicht von Hand in jede gewünschte Richtung geführt werden, indem der Taststift einfach nach unten in die Richtung ge-

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drängt wird, in der er sich bewegen soll. Die Tachometer 5o und 5^ liefern eine Gegenkopplung, die der Geschwindigkeit der Bewegung des Tastkopfes 1 bezüglich des Werkstücks entspricht.

Die Einstellung der erfindungsgemässen Steuerschaltung in der Weise, dass die Inipulsgeneratoren Io, 11 und I¹I so eingestellt werden, dass sie Taktimpulse erzeugen, die mit den Nulldurchgängen derjenigen Signale zusammenfallen, von denen die Taktimpulse abgeleitet werden. Die Einstellung wird durch unabhängige Einstellung jedes Impulsgenerators erreicht.

Bei einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Steuerschaltung gemäss Fig. 1 wurden für die Widerstände und Potentiometer folgende Werte gewählt:

17	5oo	k-Ohm	2k	27o	k-Ohrc
18	5o	k-Ohm	26	5o	k-Ohm
19	27o	k-Ohm	27	15o	k-Ohm
2o	5oo	k-Ohm	3o	5o	k-Ohm
21	5o	k-Ohm	31	15o	k-Ohm

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Claims

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Patentansprüche

Steuervorrichtung für Kopierautomaten mit einem einen Taststift tragenden Tastkopf zum Abtasten einer Schablone und mit Antriebsvorrichtungen zur Bewegung des Tastkopfes gegenüber der Schablone in mindestens zwei zueinander senkrechten Richtungen, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen(7) zur Ableitung eines Signals vorgesehen sind, welches der Grosse und dem Winkel der Auslenkung des Taststiftes des Tastkopfes durch die Schablone entspricht, dass Einrichtungen (8, 9) zur Ableitung eines Signals vorgesehen sind, welches dem Produkt aus der Grosse der Auslenkung und einer trigonometrischen Funktion des AuslenkwinkeIs entspricht, dass Einrichtungen (12, 13) zur Abfeitung eines Signals vorgesehen sind, welches dem Produkt aus der gewünschten Grosse der Auslenkung und einer trigonometrischen Punktion des AuslenkwinkeIs ent-

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spricht, und dass ein Widerstandsnetzwerk (17, 19; 2o, 22) zur Mischung vorgebbarer Anteile dieser Signale und zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur Steuerung der Antriebsvorrichtungen vorgesehen ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 'M dass Einrichtungen (18, 21) zur Einstellung der Verhältnisse der Signale entsprechend der gewünschten Geschwindigkeit des Tastkopfes gegenüber der Schablone vorgesehen sind.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Oszillator zum Erregen des Tastkopfes vorgesehen ist, welcher ein Ausgangssignal erzeugt, das die Grosse und die Richtung der Auslenkung des Taststiftes durch die Schablone anzeigt, dass Einrichtungen (8) zum Ableiten eines ersten Signals vorgesehen sind, welches proportional zum Produkt aus der Grosse der Auslenkung und dem cos des AuslenkwinkeIs ist, dass Einrichtungen (9) zum Ableiten * eines zweiten Signals vorgesehen sind, welches proportio- ™ nal zum Produkt aus der Grosse der Auslenkung und dem sin des Auslenkwinkels ist, dass Einrichtungen (13) zum Ableiten eines dritten Signals vorgesehen sind, welches proportional zum Produkt der gewünschten Grosse der Auslenkung und dem cos des Auslenkwinkels ist, dass Einrichtungen zum Ableiten eines vierten Signals vorgesehen sind, welches proportional zur gewünschten Grosse der Auslenkung

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und dem sin des Auslenkwinkels"ist, dass eine erste Mischvorrichtung (17, 19) zum Mischen des ersten und dritten Signals und zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur Steuerung der Antriebsvorrichtungen zum Bewegen des Tastkopfes in einer ersten Richtung vorgesehen ist, und dass eine zweite Mischvorrichtung (2o, 22) zum Mischen des zweiten und vierten Signals und zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur Steuerung der Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Tastkopfes in einer zweiten,zu der ersten Richtung senkrechten Richtung vorgesehen ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (8, 9, 12, 13) zur Ableitung des ersten bis vierten Signals jeweils Vorrichtungen zur selektiven Abtastung der Grosse eines Eingangssignals und zur anschliessenden Bereitstellung dieser Grosse umfassen.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Einrichtungen (lo, 11) zur Verbindung jeweils einer der Abtastvorrichtungen mit dem Abtastkopf vorgesehen sind, so dass das Eingangssignal für die Abtastvorrichtungen ein Signal ist, welches von dem Abtastkopf erzeugt wurde.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch h und 5, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (4o, ¹O) zur Verbindung der

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Abtastvorrichtungen rait dem Oszillator vorgesehen sind, weshalb das Eingangssignal ein Signal ist, welches von dem Oszillator erzeugt wurde.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch ²J, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Verbindung eines ersten Paares der Abtastvorrichtungen mit dem Abtastkopf vorgesehen sind, wodurch.die Eingangssignale des ersten Paares von Abtastvorrichtungen jeweils Signale sind, die vom Abtastkopf erzeugt werden, und dass Einrichtungen (^3) zur Verbindung eines zweiten Paares der Abtastvorrichtungen mit dem Oszillator vorgesehen sind, weshalb die Eingangssignale des zweiten Paares der Abtastvorrichtungen vom Oszillator erzeugte Signale sind.

δ. Steuervorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (²Io) vorgesehen sind, um das erste Paar von Abtastvorrichtungen mit dem Oszillator zu verbinden* so dass das erste Paar von Abtastvorrichtungen jeweils die vom Abtastkopf erzeugten Signale zu Zeitpunkten abtastet,die in einer vorgegebenen Phasenbeziehung zu einem vom Oszillator erzeugten Signal stehen, und dass Mittel (I²O vorgesehen sind, um das zweite Paar von Abtastvorrichtungen mit dem Abtastkopf zu verbinden, so dass dieses jeweils die vom Oszillator erzeugten Signale zu Zeitpunkten abtastet, die in einer vorgegebenen Phasenbeziehung zu den von dem Abtastkopf erzeugten Signalen stehen.

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9. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Erzeugung des dritten und vierten Signals veränderliche Widerstände (18, 21) zur Einstellung der Grosse der gewünschten Auslenkung umfassen.

10. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (24, 34) zur Ableitung eines Paares von Signalen vorgesehen sind, welche der gewünschten Geschwindigkeit des Äbtastkopfes bezüglich der Schablone in zwei zueinander senkrechten Richtungen entsprechen, dass Einrichtungen (2c) zur Mischung des einen der der Geschwindigkeit entsprechenden Signale mit dem ersten und dritten Signal, und dass Einrichtungen zur Mischung des anderen der der Geschwindigkeit entsprechenden Signale mit dem zweiten und vierten Signal vorgesehen sind.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Ableitung der der Geschwindigkeit entsprechenden Signale veränderliche- Widerstände (26, 3o) zur Einstellung der gewünschten Geschindigkeit des Tastkopfes gegenüber der Schablone urifassen.

12. Steuervorrichtung nach Anspruch Io und 11, dadurch gekennzeichnet, dass Inverter (24, 34) zur Invertierung

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eines der der Geschwindigkeit entsprechenden Signale vor gesehen sind.

13. Steuervorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einrieb.-tungen (36, 37) zur selektiven Abschaltung des dritten bzw. des vierten Signals von den Mischvorrichtungen vorgesehen sind, so dass eine manuelle Steuerung der Stellung des Tastkopfes gegenüber der Schablone erreichbar ist.

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