DE2107854A1 - Einrichtung zum Durchführen von Punkt um Punkt Operationen - Google Patents

Description

Einrichtung zum Durchführen von Punkt-um-Punkt-Operationen

Die Erfindung richtet sich auf eine Einrichtung zum Durchführen von Punirt-um-Punlit-Operationen bei einer bestimmten Anzahl von Punkten, dia in einer Richtung oder in einer Arbeitsfläche durch wenigstes eine Folge diskreter Ko-.ordinatenwerte definiert si:id. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine solche Einrichtung, in der die gesteuerte Position von einem Markierung^- oder Arbeitselsment bei verschiedenen Punkten ausgeführt wird, welche die Knoten eines 1-Tetses sind, wobei ein erster Rasterabstand gemäß einer X-Koordinate und ein zweiter eventuell mit dem ersten gleicher Rasterabstand gemäß einer Y-Koordinate gebildet wird.

Diese Einrichtungen sind zur Durchführung einer sich wiederholeiiden Operation an so festgelegten Punkten bestimmt, beispiels^eise öchvreißen oder Verdrahten durch Umwicklung oder

Lochen usw*

Herkömrlicho Einriclitenger;. dieser Art weisen swei Führungswag;6r·. auf, welche zwei Acfcseii folgen. Die Lage des einen dieser- Wages, liefert eine Koordinate X und die Position des anderen Wagest, eine Koordinate Y. Die Bewegung dieser Wagen

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wird durch Schrittschaltmotoren gesteuert, die von einem Zwischenspeicher Impulse erhalten, deren Anzahl oder Anzahlen kennzeichnend für den gesuchten Punkt mit den Koordinaten X, Ϊ sind.

Diese Schrittschalt-Motoren benutzende Technik ergibt zahlreiche Nachteile. In erster Linie ist die Übereinstimmung zwischen den Impulsen und den Verschiebungen relativ, die durch den Schrittschalt-Motor in bezug auf verschiedene Punkte der Arbeitsoberfläche gesteuert werdend" Die Codierung der Positionierung ist relativ. Da die Codierung durch Impulszählung Fehlerursache ist, ergeben sich nicht schnell auffallende Abweichungen, wenn die Schrittweite klein ist.

Darüber hinaus kommt es vor, daß die Schrittweite zur Einhaltung bestimmter Normen modifiziert werden muß, insbesondere bei der Verwendung bei der Verdrahtung elektronischer Schaltungen, bei denen zumindest zwei genormte Schrittweiten bestehen,

Ss ist dann erforderlich, Motoren-mit sehr kleinen. Schritten zn verwenden, um eine gute Bestimmung zu haben und die elektronische Steuerung diesen Schrittweitenänderungen anpassen au können, Da eich nur eine bestimmte Anzahl von Schritten pro Sekunde zählen läßt, erfolgt die gesteuerte Verschiebung darοL diese Motoren mit ■begrenzter Oeschwinäigkeit,

Es sind....such Einrichtungen "vorgeschlagen' worden, die""""""" eine absolute Codierung eintreten lassen und da^u bestimast sind? repräsentative Ar^e^^jn der Position cdites beweglichen 21oruenta auf sei.?,er £\c:± zu liefern« Diese j!'5.nricht".ng;,-r· seige-i se-' ut(■■:::^: ":^r ' nur. sri se

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ORd INSFECTSD

Diese Einrichtungen sind für die Punkt-um-Punkt-Steuerung auf in genauer V/eise durch mindestens eine Folge diskreter Koordinatenwerte bestimmte Punkte unanwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Durchführen von Punkt-um-Punkt-Operationen, die in der Lage ist, mit e"irier absoluten Codierung der Position der Arbeitssellen zu arbeiten und eine schnelle Positionierung mit hoher Genauigkeit sicherzustellen. Ferner soll die Änderung der Schrittweite in sehr einfächer Weise durchgeführt werden können.

Bei einer Einrichtung zum Durchführen von Punkt-um-Punkt-Operationen zu vorbestimmten Arbeitsstellen mit Verschiebung eines Werkseughalters oder Werkstückträgers unter der Wirkung wenigstens einer beweglichen Einheit, die zum Angetriebenwerden in beide Richtungen entlang einer Koordinatenachse durch ein liotorsystem geeignet ist, sieht die Erfindung vor, daß jede bewegliche Einheit mit einer isolierenden, gemäß der entsprechenden Koordinatenachse ausgerichteten Lei'ste verbunden ist und jede Leiste eine Vielzahl von leitenden, quer verlaufenden Lamellen trägt, daß jede bewegliche Einheit eine Einrichtung aufweist, mittels deren zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen der jeweiligen Leiste ein Kurzschluß in der Richtung ihrer Verschiebung zu bewirkbar ist, und daß eine logische, elektronische Schaltung vorgesehen ist zum Abtasten des Kurzschlusses zwischen zwei aufeinanderfolgenden, entsprechend einer vorgegebenen Arbeitsstelle gegebenen Lamellen und zum Steuern des Anhaltes des Motorsystems zu Beginn des Kurzschlusses

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sowie dessen Betätigung in umgekehrter Richtung am Ende eines vorbestimmten Zeitintervalls zur genauen Positionierung durch Iteration der beweglichen Einheit in Übereinstimmung mit der genannten Arbeitsstelle.

Mit dieser Einrichtung lassen sich elektronische Schaltungen verdranten, wobei die Positionierung auf automatische Weise erreicht und die Verdrahtung selbst in halbautomatischer Weise durchgeführt wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Schrägansicht einer Einrichtung zur Koordinaten-Einstellung nach der Erfindung ,

Fig. 2 ein vereinfachtes Übersichtsschema der Positionier-Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer elektronischen Steuerung,

Fig. 4 eine schematisierte Ansicht einer zwischen zwei fc aufeinanderfolgenden Lamellen aufliegenden Kurz

schlußrolle,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Leiste nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 ein Logikcodierdiagramm, welches die mit der Leiste nach Fig. 4- erhältlichen Codierungen darstellt,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Leiste nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie das Logikcodierdiagramm und

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Fig. 8A und 8E je ein Teilblockschaltbild einer logischen

Schaltung entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Gestell einer Verdrahtungsmaschine und mit 2 die Arbeitsoberfläche, auf der die Verdrahtungsoperation ausgeführt werden soll, bezeichnet, Als Beispiel wird hier der Fall einer Maschine zur Verdrahtung elektronischer Schaltungen gewählt.

Die Positioniereinrichtung dieser Maschine hat die automatische Einstellung.eines Positionierwagens 3* der eine dem Ansetzen eines Verdrahtungswerkzeugs 5 dienende Nut 4- aufweist, auf einen Punkt vorher festgelegter Koordinatenwerte X und Y zum Ziel.

Der Wagen 3 ist im Gleitsitz auf einer Querstange 6 parallel zur X-Achse montiert, die sich in einer zur Y-Achse parallelen Richtung verschieben läßt. Der Wagen ist ebenfalls, jedoch starr, an einer Rücksteilstange parallel zur T-Achse befestigt. Dies dient der Lagebestimmung des Wagens 3 auf der Stange 6, also der X-Koordinate des Verdrahtungspunktes.

Die Stange 6 ist an jedem ihrer Enden an einem Führungswagen 8, 9 befestigt. Jeder dieser Wagen 8, 9 ist im Gleitsitz auf einer von zwei Führungsstangen 10, 11 befestigt, die einerseits auf der Arbeitsfläche 2 und andererseits parallel zur Y-Achse angeordnet sind.

Der Führungswagen 9 ist mit einem Block 12 versehen, durch den eine Gewindebohrung verläuft, die mit einer parallel zur Stange 11 verlaufenden und durch einen Elektromotor 14» genannt Y-Steuermotor₇in Rotation versetzen Schraubstange 13 zusammenarbeitet.

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Das Ende 15 der Stange 7» das gegenüber dem am Position!erwage^n 3 befestigten Ende liegt, ist im Gleitsitz in einem Wagen 16 mit Führung in X-Richtung gehalten. Dieser Wagen 16 ist auf einer Tragstange 17 parallel zur X-Achse gleitend geführt. Seine Längsbewegung wird ihm durch einen Elektromotor 18 zur Steuerung in X-Richtung über eine Gewindestange 19 geliefert.

Auf Grund dieser mechanischen Anordnung ist es möglich, daß der Positionierwagen 3 G'ede gewünschte Lage auf der Arbeitsfläche einnehmen kann.

Parallel zur Verschiebungsbahn des Führungswagens 9 ist zur Standortsbestimmung eine Leiste 20 angebracht, die durch einen Isolierträger 21 gebildet wird. Dieser weist leitende, nebeneinander liegende Lamellen auf, welche durch Unterbrechungen oder Spalte getrennt sind. Zur Vereinachung sind in Fig. 1 nur die Spalte so wie bei 22 dargestellt. Eine solche Leiste wird im einzelnen im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 7 beschrieben. Der Führungswagen 9 ist mit einer Rolle oder einem anderen Element versehen, das einen Kurzschluß 24 herstellen kann. Diese Rolle ist so angebracht, daß sie einen Kurzschluß quer über den zwei aufeinanderfolgenden Lamellen trennenden Spalt ausführen kann.

Wie später noch gezeigt wird, stimmt ein Stellbefehl für den Positionierwagen 3 an einem vorbestimmten Koordiantenwert Y mit einer Prüfung auf Vorhandensein oder Mxchtvorhandensein eines Kurzschlusses zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Lamellen entsprechend der Y-Koordinate überein. Der Motor 14 verschiebt dann, wie unten noch erläutert wird, den Pührungswagen 9 in die gewählte Richtung.

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Wenn sich der Kursschluß zwischen den beiden an dieser Stelle verbundenen Lamellen aufbaut, erfolgt ein Haltebefehl am Motor 14 derart, daß sich der Positionierwagen 3 des Werkzeuges genau an der gewählten Stelle befindet.

Es ist ferner eine ähnliche Leiste 25 parallel zur Bahn des Führungswagens 16 angebracht. . Diese Leiste 25 wird von einem Träger 26 gebildet, der nebeneinander liegende Lamellen aufweist, welche durch Spalte 27 getrennt sind. Eine Rolle 29 kann einen Kurzschluß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen herstellen.

Es läßt sich unmittelbar daraus feststellen, daß der Verschiebungsschritt des Wagens 3 durch den Abstand zwischen zwei Spalts bestimmt wird. Zur Veränderung dieses Schritts läßt sich durch einen Normaustausch eine Leiste mit gegebener Schrittweite durch eine andere Leiste, deren Spalte die adäquate . Schrittweite bilden, ersetzen.

Palis die Anzahl der gewünschten Schritte begrenzt ist, wird vorzugsweise eine einzige Leiste verwendet, die mehrere Lamellenstreifen aufweist, die jeweils einem unterschiedlichen Schritt entsprechen. Wie später noch beschrieben, sind die Lamellen vorteilhaft in ihrer Reihenfolge untereinander von einem Streifen zum anderen derart verbunden, daß die Codierung unter Berücksichtigung der Maßstabsänderung für alle Schritte dieselbe ist.

Für diese Ausführungsbeispiele der Mehrfachschritte muß eine Rolle oder ein Kurzschlußorgan für einen Lamellen-

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streifen verwendet werden. I¹Ur den Fall, daß nur zwei Schritte erforderlich sind, besteht eine wichtige Variante darin, eine einzige Rolle zu verwenden und die Leiste, die zwei symmetrisch in bezug auf ein gewähltes Zentrum angeordnete Lainellenstreifen trägt, von einem Ende auf das andere Ende umzukehren. Die Symmetrie bezieht sich gedocli nicht auf die eine unterschiedliche Schrittweise aufweisenden Lamellen selbst und auf ihre Zwischenverbindungen.

In Fig. 2 ist schematisch eine Steuereinheit zur Positionierung des Wagens 3 dargestellt. Die Koordinaten der Verdrahtungspunkte sind in einem Lochstreifen 30 gespeichert. Im besonders betrachteten Pail ist im Lochstreifen zugleich die Lange der zur Verdrahtung zu verwendenden Drähte und die der Verdrahtuiigsstelle entsprechende Opgraticnsmisyner gespeichert. Ein Pedal gestattet dem Steueroperateur die Inbetriebnahme eines Lesers 32 des Lochstreifens 30· ^ie ^a^s dem Lochstreifen 30 gelesenen Informationen werden an einen Steuer- und Sicherheitsblock 33 übertragen, der den Prozeßablauf steuert. Der Block 33 ηat unter seiner Steuerung einen Anzeigeblock JA für die Operationsnummer, den Gleichheitsfehler und für Koinzidenz, einen Block 35 zur Steuerung der Wagenverschiebung, einen Block 36 zur Ortsbestimmung der Verdrahtungsstelle, einen Block 37 zur Bestimmung der Drahtlänge und das Verdrahtungswerks eug 5·

Wenn einmal die gelesenen Informationen zum Block 33 übertragen sind, steuert letzterer das Anhalten des Lesevorgangs, seigt darm im Block 34· die Operationsnummer (hier Nr. 4937) an, zeigt im Block 37 die Drahtlänge an, liefert die X, Y-Koordinaten des neu zu verdrahtenden Punktes dem Block 36 zur Orts-

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bestimmung und zeigt im Steuerblock 35 an, in welcher Richtung sich die beiden Motoren H, 18 unter Berücksichtigung der vorhergehenden Lage des Positonierwagens 3 drehen müssen. Mit 38 ist ein Fächergestell bezeichnet, wobei sich Drähte verschiedener Längen in den Fächern befinden. Ein Schauzeichen 39 zeigt das Fach an, in dem sich der Draht der gewünschten Länge befindet.

Mit dem Block 36 zur Ortsbestimmung, erfolgen die passenden Verbindungen zum,Erkennen bzw. Abtasten eines Kuzrschlusses zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Lamellen entsprechend der Koordinate Y in der Leiste 20 und der Koordinate X in der Leiste 25. Sobald die Rollen 24 und 29 diese Kurzschlüsse erzeugen, steuert der Block 36 über den Block 35 das Anhalten und Bremsen der Motoren 14 und 18. Der zwischen zwei Lamellen über die Rolle vorliegende Kurzschluß wird durch Anlegen einer Spannung herausgefunden, was ein mehrere Scheitel bildendes Kurzschlußsignal komplexer Form ergibt. Dieses Signal wird in seiner Form mittels einer monostabilen Schaltung korrigiert, der durch den Anfang des Signals ausgelöst wird. Diese moiiostabile Schaltung liefert ein Rechtecksignal \ vorbestimmter Dauer, das von den logischen Schaltungen verwendet wird. Für eine beliebige Laufrichtung entspricht die Anstiegsflanke des Rechtecksignals (Beginn des Kurzschlußsignals) einer Anhaltesteuerung des Motors und die Abfallflanke des Rechtecksignals einer Anlaufsteuerung des Motors in die umgekehrte Richtung.

Diese Umkehrung der Laufrichtung verursacht einen neuen Durchlauf, einen neuen Kurzschluß, ein erneutes Rechtecksignal und eine erneute Umkehrung der Laufrichtung. Dieser Vorgang wiederholt sich beispielsweise drei oder vier Mal entsprechend der anfänglichen Eintrittsrichtung. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Iterationen, die sich

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AO

um eine Einheit entsprechend der anfänglichen Eintrittsrichtung ändert, erfolgt eine Bremsung der Vagen zu deren Blockierung in der Halteposxtion. Da sich die Schwingungen um die theoretische Position "bei jedem Hai ändert, bilden sie eine konvergierende Reihe, wobei die Ankunftsstelle im allgemeinen nicht die theoretische Steine ist, die jedoch durch wiederholten Anlauf erreicht werden kann, da die letzte Iteration stets in der gleichen Richtung erfolgt.

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Diese Methode zum Anhalten ist unabhängig von der Wahl der elektronischen Bauteile (Motortyp), von der Laufrichtung , von der Laufgeschwindigkeit, von der durchlaufenden Entfernung, von mechanischen Trägheiten der Bauteile sov.de von Heibungen (letztere verstärken sogar die Konvergenz der Schwingungsserie).

Vorzugsweise werden zur Vergrößerung der Anhaltegenauigkeit unter Berücksichtigung verschiedener Spiele, insbesondere des im einzelnen noch später betrachteten Rollenspiels, und von Reibungen das letzte Anhalten und Bremsen der Wagen immer in gleicher Richtung vorgenommen, was von den Logikblöcken 35 und- 36 gesteuert wird.

Sobald der Wagen 3 angehalten hat, stellt der Steuerblock 33 fest, ob das Anhalten des Wagens nach drei oder vier Iterationen ma die theoretische Position erreicht worden ist. Wenn diese Feststellung ein positives Resultat ergibt oder wenn sich die neue Verdrahtungsoperation ohne Verschiebung der Vagen abspielt, wird die Übereinstimmung im Anzeigeblock 3'^ angezeigt, und der Steuerblock 3^· genehmigt das Arbeiten des Verdrahtungswerkzeugs. Hat das Verdrahtungswerkzeug gearbeitet, jedoch einsig und allein in diesem Fall, gibt der Block 33 die Wiederinbetrie.br·ahme des Lesers 32 frei.

In Fig. 3 ist mit weiteren Einzelheiten das Logikblockschaltbild der automatischen Steuereinheit des Positionierwagens 3 dargestellt. In diesem Übersichtsblockbild sieht man, daß der Leser 32 bestimmte gelesene Anweisungen einen Decodierer 40 zuführt, der eine Annulier-ungsschaltung 4-1 für Zähl-

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AX

operationen und für ausgeführte Adressierungen in 42 und 43 gemäß Eliminierbefehlen steuert. Zwischen dem Zählblock 42 und dem Adressierblock 43 befindet sich ein Decodierblock 44. Der Decodierer 40 arbeitet gleichfalls zu einer Anhalteschaltung 45 hin, die einen Haltebefehl zu einem Block 46 zur Lesersteuerung sendet, wobei dieser letzte Block in gleicher Weise einen Steuerblock 47 für die Zählung und die Adressierung steuert. Für den Fall eines Gleichheitsfehlers ruft der Decodierer 40 durch Betätigung über einen Gleichheitsfehlerblock 48 das Anhalten des Lesers 32 sowie die Anzeige dieses Gleichheitsfehlers im Block 34 hervor und sperrt alle Punktionen der Einrichtung (Motorsteuerung des Werkzeugs).

Ein Gedächtnis 49 empfängt die Informationen des Lesers 32 über die Koordinaten X, Y und nimmt die entsprechenden Verbindungen zur Erkennung der Kurzschlüsse an den beiden Leisten über einen Decodierblock 50 vor. Ein Vergleicher 51 vergleicht die Koordinaten der neuen zu verdrahtenden Stelle mit denjenigen der vorhergehenden Stelle, um einem Block 35 zur Verschiebungssteuerung der Wagen anzuzeigen, in welcher Richtung die Führungswagen verschoben werden müssen.

Wenn zwischen der gewünschten',. Stelle und derjenigen Stelle, an der sich der Positionierwagen 3 befindet, Übereinstimmung besteht, gibt ein Zulassungsblock 52 für die Verdrahtung die Betätigung des ,Verdrahtungswerkzeugs "5 frei.Sobald die Verdrahtung ausgeführt ist, genehmigt das Werkzeug 5 eine Nachricht durch einen Block zur Inbetriebnahme des Lesers auf Grund eines Inbetriebnahmebefehls zum Block 46 zur Lesersteuerung.

Die Verdrahtungsoperation ist also halbautomatisch, wobei der Operateur den Draht an die Stelle bringen und die

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Verdrahtung "betätigen muß, während die Positionierung automatisch ist.

Verschiedene Ausführungsbeispiele einer Leiste für die Durchführung der Erfindung und damit verbundene Codierarten werden mit Bezug auf die Fig. 5 bis 8B erläuert.

Es wurde oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 eine Leiste beschrieben, die aus einem isolierendem Trägermaterial besteht und parallel zur Verschiebungsrichtung des Führungswagens 9 angeordnet ist. Diese Leiste . weist η Spalte (wie 22) zwischen leitenden, nebeneinanderliegenden Lamellen auf. Die leitenden Lamellen haben eine Anzahl von n+1 und sind von 0 bis η gemäß jeder Koordinatenachse numeriert.

Ein zum· -beweglichen-Wagen ^- festes Teil-zur-Steuerung" der Positionierung stellt den Kurzschluß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen her, wenn der Wagen an einer passenden Stelle steht. Für n+1 Lamellen bestehen demnach η mögliche Stellen. Es ist ebenfalls gesagt worden, daß die verschiedenen Lamellen jeder der Leisten mit einer elektronischen Logikschaltung verbunden sind,.'.JL--die· ein Signal liefert, wenn zwei aufeinanderfolgende Lamellen kurzgeschlossen sind, "'und die-be stimmen kann, welche Lamellen kurzgeschlossen sein müssen für die vom Wagen gemäß jeder Koordinatenachse aufgesuchte Stelle. Wie später noch gezeigt, sind die verschiedenen Lamellen untereinander derart verbunden, daß ein vorläufiger Kurzschluß entsteht, der eine Vereinfachung der Auswertelogik des Signals entsprechend dem Kurzschluß gestattet, und daß die Anzahl der elektrischen Verbindungen zwischen dem Lamellensystem und der Logikschaltung «w verringerikw'ird· Vorteilhafterweise sind zusätzliche Lamellen an den Enden

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jede Leiste zur Steuerung wenigstens der Bremsung des amit verbundenen Wagens vorgesehen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des KurzSchlußteils ist in Fig. 4- dargestellt. Die Lamellen der Leiste springen in bezug auf den Isolierträger vor. Das-Teil vjird durch eine zum beweglichen Wagen feste Rolle 62 gebildet. Diese Rolle 62 rollt auf der Leiste 61, v/obei zumindest ihre Rolloberfläche leitend ist. Der Halbmesser der Rolle 62 ist in Abhängigkeit von der Unterbrechung oder dem Spalt berechnet, der zwei aufeinanderfolgende, der gewünschten Position des Wagens entsprechende Lamellen trennt. Dieser Halbmesser wird so gewählt, daß sich selbst nach Abnutzung der Lamellenkanten die Rolle nur auf die Lamellen stützt und nicht auf die Isolierleiste.

Im übrigen ist die Abnutzung der Lamellenkanten praktisch symmetrisch, da die Verschiebungen in beiden Richtungen erfolgen. Somit erfolgt die Positionierung der Rollenachse stets mit Bezug auf die Mitte des zwei Lamellen, _trennend_en. Intervalls.. .Die Positionierung .bleibt also .zuverlässig und genau.

Vorteilhaft wird der Rollenachse ein bestimmtes Spiel gegeben, so daß ein Kurzschluß zweier aufeinanderfolgender Lamellen während einer genügend langen Zeit erzielt wird, sogar wenn der Wagen und als Folge die Rolle sich mit großer Geschwindigkeit verschieben. Dies gestattet es, eine leichte Unbeweglichkeit der Rolle in jedem zwei aufeinanderfolgende Lamellen trennenden Spalt zu erreichen. Das "durch die monostabile'Schaltung an die logische Schaltung, z.B. 36, gelieferte Rechtecksignal bildet dann

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eine Anstiegsflanke, die genauer bestimmt ist als Anfang des Kurzschlußsignals. Die Steuerung des Anhaltens der Verschiebung, der Verschiebung in umgekehrter Richtung und der Abbremsung nach den Iterationen wird ausgehend von diesem Rechtecksignal,,wie vorher bereits erwähnt wurde, bewirkt.

Verschiedene Ausführungsformen der Leiste und ihrer Lamellen werden nun beschrieben. In zweckmäßiger Weise wird diese Leiste, in der gedruckten Schaltkreistechnik ausgeführt.

Eine erste Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt. Die Lamellen sind alle von gleicher Bemessung und zusammengestellt wie zwei Kämme, die sich gegenüberliegen und ineinander hineingesteckt sind. Die Zähne jedes Kamms sind jeweils von zwei isolierten Lamellen eingerahmt. In Fig. 5 sind die n+1 Lamellen, die eine Auffindung von η Stellen gestatten, von O bis η numeriert. Die Lamellen ungerader Ordnung sind allein mit der Logikschaltung über adäquate Anschlüsse verbunden. Die Lamellen gerader Ordnung von der Form 2p (p = gerade Zahl), d.h. O, 4, 8, 12 usw. _} sind mit einem ersten leitenden Längsstreifen 63 verbunden, so daß sie einen ersten Kamm bilden. Die Lamellen gerader Ordnung von der Form 2(p+1), d.h. 2, '6, 10 usw., sind mit einem zweiten leitenden Streifen 65 verbunden, so daß ein zweiter Kamm gebildet wird.

In diesem Fall, so sieht man, ist die Anzahl der von der Leiste zur Logiksehaltung gehenden Anschlüsse gleich 77 ,d.h. dem ganzzahligen T«il der Anzahl ^ + 2 + 0,5. Im folgenden der vorliegenden Beschreibung wird die Funktion "ganzer Teil von" durch das Zeichen .int) < bezeichnet. Diese Anschlüsse sind mit der Logikschaltung 36 verbunden, die als Funktion der gewünschten Lage die isolierte Lamelle und denjenigen der Kämme bestimmt, wozwischen das Vorliegen

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Ab

eines Kurzschlusses anzeigt, daß die angewiesene Position erreicht ist.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Leiste wird die

tu.

Anzahl der Anschlüsse der genannten Leiste -βηγΦ- der Logikschaltung maximal reduziert. Die Minimalzahl c dieser Anschlüsse ist mit einer Anzahl η von benutzen Lamellen durch die Beziehung η = -κ · o(c-1) verbunden. Diese Beziehung stellt die Anzahl von Kombinationen von c Anschlüssen von paarweise vorgenommenen Verbindungen dar.

Die Zwischenanschlüsse der für die Erreichung dieser vorläufigen Schaltung notwendigen Lamellen lassen sich auf folgende V/eise erreichen: Man verwirklicht eine Leiste mit zwei isolierenden Trägern. Auf dem ersten Träger sind parallele Leiter entsprechend den Lamellen angeordnet. Auf dem zweiten Träger sind parallele Leiter senkrecht zu denjenigen auf dem ersten Träger angebracht. Sie entsprechen den verschiedenen äußeren Anschlüssen. Die notwendigen Anschlüsse sind zwischen einem Leiter des ersten Trägers und einem Leiter des zweiten Trägers senkrecht zu diesen Trägern in analoger Weise an einer Programmiermatrix ausgeführt. Vorzugsweise sind diese beiden Träger die beiden Vorderseiten einer gedruckten Schaltung, zu denen quer dazu die genannten Zwischenanschlüsse ausgeführt sind.

Anschließend wird eine Ausführungsart dieser Anschlüsse aufgezeigt. Sie ist in Pig. 6 dargestellt, in der man eine Spalte mit 22 Lamellen sieht, die eine Ortsbestimmung von 21 Stellen zulassen, was einer Anzahl von äußeren Anschlüssen (in Reihen dargestellt) c gleich 7 entspricht. Die äußeren Anschlüsse sind mit römischen Ziffern bezeichnet.

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Al-

Die Anschlüsse sind durch Punkte an den Schnittstellen der Reihe und der Spalte schematisiert, entsprechend der betrachteten Lamellen und dem- jeweiligen Anschluß.

Zunächst wird die Verbindung der sieben Anschlußstreifen mit den sieben ersten Lamellen durchgeführt (Anschluß O-I, 1-II, ..., 6-VIl). Dann werden die sieben folgenden Lamellen von neuem mit den sieben Anschlußstreifen verbunden, wobei jeder zweite Streifen genommen und auf zyklische Art gearbeitet wird (die ausgeführten Anschlüsse sind dann 7-1, 8-III, 9-V,..., 13-Vl).

Es geht weiter, indem jeder dritte Anschlußstreifen genommen und dann die letzte Lamelle mit dem Streifen I verbunden wird. Es sind dann alle Kombinationen von Lamellen und Verbindungen durchgeführt ohne Wiederholung oder Auslassung.

Wenn die"Zahl der Anschlüsse c beträgt, ist allgemein die Anzahl der Lamellen Ο'(^γ-)+ 1. Bedeutet "c" eine erste Zähl, - verbindet man die Anschlußstreifen mit c ersten Lamellen (bezeichnet von O bis c-1) \ Dann werden die c folgenden Lamellen mit den Anschlußstreifen verbunden, •wobei davon jeder zweite übersprungen und auf zyklische Art gearbeitet wird. Dann verbindet man die c folgenden Lamellen mit den Anschlußstreifen, wobei davon jeder dritte genommen wird und so fort, bis zu der Reihe der

c-1

ausgeführten Anschlüsse, bei der jeder —κ—te Anschlußstreifen genommen wird. Die Vervollständigung geschieht durch Verbindung der letzten Lamelle, welche die Nummer (^) trägt, mit dem ersten Anschlußstreifen.

Die Logikschaltung 36 bestimmt die beiden zu überwachenden Anschlüsse, wenn eine gegebene Position gewünscht wird.

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- vT -

Beispielsweise kann man eine Spannung an einem der
Anschlüsse anlegen und diese Spannung am anderen Anschluß gewinnen, wenn der Wagen in der gewünschten Position
ist. Diese Bestimmung geschieht auf folgende Weise: wenn die Positionen durch eine Zahl P zwischen 0 und o(£i—)-1 bezeichnet sind, werden die Anschlußnummern, die einer
gegebenen Position entsprechen, durch folgende Gleichungen geliefert:

A = 1+b-(a+1) - int fb (S±l))._c

β = η;' (WKa₊D - int [Is±lKS±iIj. _c

a und b sind durch folgende Gleichungen definiert:

b β P-a-c

Es wird darauf hingewiesen^ daß nach der Erfindung jede Lamelle einer Leiste in Kombination mit einer benachbarten Lamelle repräsentativ für eine Positionsinformation ist. Die genaue Lage wird also durch einen zwei benachbarte
Lamellen trennenden Spalt gegeben, wie in der Beschreibung im einzelnen im Zusammenhang mit der Pig. 1 erklärt wurde.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der
Erfindung wird die vorläufige Anschlußschaltung zwischen den Lamellen auf der Ebene der Leiste nach einer klassischen Codierung, z.B. dem binär codierten Dezimalcode 1, 2, 4, 8 ausgeführt. Dies erhöht die Anzahl der notwendigen Anschlüsse mit der logischen Schaltung 36 etwas, gestattet jedoch eine beträchtliche Vereinfachung der Auffindung des Kurzschlusses zwischen den aufeinanderfolgenden Lamellen entsprechend einer vorbestimmten Steuerposition, wie gleich gezeigt wird.

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Eine solche vorläufige Schaltung ist in Fig. 7 dargestellt, in der die L&jnellen wieder von O bis η numeriert sind. Man sieht, daß init Ausnahme der äußeren Lamellen

wie 70 die geradzahligen Lamellen 2, 4, 6, 8 aus je

zwei voneinander isolierten Halblamellen besteht, z.B.

72 und 72¹, 74 und 74¹...... 78 und 78', 710 und 710'.... usw.

Die ungerad.2:ahligen Lamellen sind untereinander in Gruppen von fünf aufeinanderfolgenden Lamellen verbunden. Die fünf ersten ungeradsahligen Lamellen 1 bis 9 bilden eine erste Gruppe, genannt Dekade 0, die Lamellen 11 bis 19 eine zweite, mit Dekade 1 bezeichnete Gruppe, u.s.w.

Wie bei dem im Zusammenhang mit Fig. 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Isolierleiste aus zwei Isolierträgern bestehen, wobei der erste die .isolierenden Lamellen und ihre Verbindungen zu Gruppen trägt. Der zweite Isolierträger .weist zehn Ausgangsanschlüsse auf, die in Fig. 7 in einer Spalte dargestellt sind und den Ziffern der Einheiten 0, 1 .... 9 entsprechen. In zur Schaltung nach Fig. 5 analoger Art werden die Zwischenanschlüsse 'zwischen den Lamellen und den vorher erwähnten äußeren Anschlüssen ausgeführt, wobei die beiden Isolierträger gekreuzte Leiter aufweisen, von denen jeder mit einer Lamelle oder Halblamelle geradzahliger Ordnung oder mit einem vorher erwähnten Anschluß verbunden ist.

Die ausgeführten Zwischenanschlüsse sind die folgenden. Es werden die zehn Anschlüsse der Einheiten mit den zehn ersten Lamellen (Verbindungen 0_Ύ70, 1-72, 2-72', 3-73, 4-74!.... 8-78', 9-710) verbunden. Dann werden die zehn

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Anschlüsse der Einheiten mit den zehn folgenden geradzahligen Lamellen verbunden und so fort.

Eine besonders wichtige Variante dieser zum Einsatz bei Verdrahtungsmaschinen gut geeigneten Einrichtung besteht in der Verwendung zweier Leisten verschiedener Schrittweiten (z.B. 2,54 und 3,96 mm), welche auf einer einfach auf der Vorderseite bedruckten Schaltung mit den Dekadenzwischenanschlüssen und den vorher erwähnten Einheiten angeordnet sind. Die Dicke der .Kupferschicht der Lamellen jeder Leiste ist passend gewählt in AbhäigLgkeit vom Durchmesser der Rolle. Mit Ausnahme der Schrittweite der Spalte zwischen diesen Lamellen ist die Anordnung dieser gedruckten Schaltung symmetrisch in Beziehung zu ihrer Mitte. Die äußeren Anschlüsse der gedruckten Schaltung sind zu zwei an sich bekannten Verbindern geführt; welche geometrisch und elektrisch entsprechend der erwähnten - Symmetrie in -Beziehung zur Mitte angeordnet sind. Die Änderung der Schrittweite wird dann durch Umkehren der gedruckten Schaltung vom einen Ende zum anderen Ende hin erreicht, was früher bereits beschrieben wurde.

Man sieht, daß eine Position der Kurzschlußeinrichtung durch das Kurzschließen eines Anschlusses einer Einheit und eines Dekadenanschlusses gekennzeichnet ist. Mit dieser Ausführung läßt sich eine Zahl von Positionen größer als 99 kennzeichnen, wobei Dekaden 'ΊΟ¹·¹. "11" ... usw. benutzt werden. Mit zwanzig von O bis 19 bezeichneten Dekadenanschlüssen und zehn Einheitsanschlüssen, also insgesamt dreißig Anschlüssen, lassen sich somit zweihundert Stellen kennzeichnen.

Zur Erreichung eines Positionssignals schickt man mittels der logischen Schaltung 36 ein Signal auf die entsprechende Dekade und man nimmt den durch die Kurzschließung geschaffenen Impuls

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am Einheitsanschluß ab. Für die Position 191 schickt man so ein Signal zum Dekadenanschluß 19 und wählt dasSignal am Einheitsanschluß 1 aus.

Die Fig. 8A und 8B stellen im Blockschaltbild eine logische Steuerschaltung dar, die es gestattet, das Positioniersignal für die Leiste nach Fig. 7 zu erhalten. Sie v/eist drei numerische Binär-Dezimalumsetzer 81, 82 und 83 auf, die den Hundertern, Zehnern und Einern entsprechen. Die Dezimalausgänge der Umsetzer für die Hunderter und Zehner sind derart kombiniert, daß Ausgänge entsprechend ' A den Dekaden nach Fig. 7 erhalten werden. Diese Kombination wird mittels der logischen Und-Schaltungen, z.B. 84, 85, und 86 mit zwei Eingängen realisiert, von denen der eine mit dem Ausgang des Umsetzers 81 und der andere mit dem Ausgang des Umsetzers 82 verbunden ist. Die Und-Schaltung 86 entspricht z.B. der ^JDekade" 19.

Die Ausgänge der verschiedenen Und-Schaltungen sind je weils mit dem Dekadenanschluß verbunden, welcher der isolierenden Leiste nach Fig. 7 entspricht. Die Anschlüsse "von den Einheiten" dieser Leiste sind im übrigen jeweils mit dem Eingang einer Und-Schaltung, z.B. 87, 88 und 89 verbunden, deren zweiter Eingang mit demjenigen ' Ausgang verbunden ist, der dem Umsetzer 82 entspricht. Die Ausgänge der Schaltungen 87, 88 und 89 sind jeweils mit einer Oder-Schaltung 90 verbunden.

Die Funktion der gerade beschriebenen Schaltung ist folgendermaßen. Wenn eine Stelle gewählt worden ist, werden die den Umsetzern 81, 82 und 83 entsprechenden Dezimalausgänge gespeist. Die Schaltung 84, 85.···· oder 86 entsprechend· den Hundertern oder Zehnern wird gesperrt und speist den entsprechenden Dekadenanschluß· Ist der der gewünschten

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Lage entsprechende Kurzschluß erreicht, so_ wird die entsprechende Schaltung 87, 88 oder 89 entsperrt und die logische Oder-Schaltung liefert das vorher erwähnte rechteckförmige Positioniersignal.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es ist ohne weiteres möglich, die Wagen mit endloser Schraube bzw. Spindel., zur Verschiebung entsprechend eineroder mehrerer Koordinateji) durch Einrichtungen zu ersetzen, die in der Lage sind, eine analoge Funktion zu erfüllen·, z.B. Seil oder Draht mit Rückstellscheibenantrieb oder auch Linearröhrenmotor. Diese Systeme lassen -vor allem eine Herab-' « Setzung der Trägheit mechanischer Teile und dadurch der zur Positionierungssteuerune notwendigen Energie zu. Außerdem können Endlosschrauben bzw. Spindeln die Ursache von Biegungen sein, welche die Genauigkeit der Positionierungssteuerung etwas zu beeinträchtigen vermögen.

Obwohl sich die im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele auf Verdrahtungsmaschinen beziehen, richtet sieh die Erfindung darüber hinaus :. auf

das Gebiet der PositionierungsSteuerungen zu einer bestimmten Anzahl diskreter Punkte einer Richtung oder einer Arbeitsoberfläche, wobei die Aufteilung dieser Punkte nicht gleichmäßig sein muß.

Schließlich kann die Kurzschlußeinrichtung auf verschiedenste Art ausgeführt sein. Für bestimmte Anwendungen kann es sich als zweckmäßig erweisen, den Leistenträger der Lamellen aus fotoleitendem Stoff auszuführen, wobei der Kurzschluß durch ein feines Lichtbündel erzielt wird.

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Claims (14)

1. t en tan Sprüche

   ί 1.!Einrichtung zum Durchführen von Punkt-um-Punktuperationen zu vorbestimmten Arbeitsstellen mit Verschiebung eines Verkzeughalters oder Werkstückträgers unter der Wirkung wenigstens einer "beweglichen Einheit, die zum Angetriebenwerden in beiden Richtungen entlang einer Koordinatenachse durch ein Motorsystem geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede bewegliche Einheit (9,16) mit einer isolieren- ,

   den, gemäß der entsprechenden Koordinatenachse ausge- *

   richteten Leiste (20,25) verbunden ist und jede Leiste (20, 25) eine Vielzahl von leitenden, quer verlaufenden Lamellen trägt, daß jede bewegliche Einheit (9*16) eine Einrichtung (24,29) aufweist, mittels deren zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lamellen der jeweiligen Leiste (20,25) ein Kurzschluß in'der Eichtung ihrer Verschiebung bewirkt ist, und daß eine logische, elektronische Schaltung vorgesehen ist zum Abtasten des Kurzschlusses zwischen zwei aufeinanderfolgenden, entsprechend einer vorgegebenen Arbeitsstelle gegebenen Lamellen und zum Steuern des Anhaltens des Motorsystems (15»18) zu Beginn des Kurzschlusses sowie dessen Betätigung in umgekehrter j Richtung am Ende eines vorbestimmten Zeitintervalls zur genauen Positionierung durch Iteration der beweglichen Einheit in Übereinstimmung mit der genannten Arbeitsstelle.

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   Uf
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede Lamelle eine Lageinformation vorstellt und daß auf der Ebene jeder Leiste (20,25) eine Zwischenverbindung der Lamellen derart vorgesehen ist, daß eine vorläfuge, die^Codierung der Lageinformationen zwischen jeder Leiste (20,25) und der logischen Schaltung vereinfachende"Schaltung gebildet wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die logische Schaltung

   W' so ausgelegt ist, daß ein Rechtecksignal od. dgl. von vorbestimmter Dauer als Antwort auf den Anfang des Kurzschlusses an den Klemmen zweier mit zwei Lamellen verbundener Anschlüsse erzeugbar ist, und daß die logische Schaltung das Anhalten des Motorsystems (14,18) als Antwort auf die Anstiegsflanke des Rechtecksignals und die Betätigung dieses Motorsystems in umgekehrter Richtung als Antwort auf die Abfallflanke des Rechtecksignals steuert.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen jeder Leiste (61) hervorragen und daß die KurzSchlußein-

   tk richtung durch eine Rolle (62) gebildet ist, die zumindest an der Rolloberfläche leitend ist und die sich auf der Leiste (61) in der ihr zugeordneten Richtung der Koordinatenachsen verschiebt (Fig. 4).
5. 5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbmesser der Rolle (62) als Funktion des zwei benachbarte Lamellen trennenden Raums derart bemessen ist, daß sich die Rolle (62) sogar im Fall der Abnutzung der Kanten der Lamellenkontakte nur in Berührung mit den Lamellen, jedoch nicht mit dem Isolierträger der Leiste (61) befindet (Fig. 4).

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6. 6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollenachse ein bestimmtes, im Zusammenhang mit dem zv/ei benachbarte Lamellen trennenden Abstand und der Verschiebungsgeschwindigkeit gewähltes Spiel aufweist, so daß der dirch die EoIl e (62) bewirkte Kurzschluß zwi sehen zwei Lamellen, von-definierter Dauer ist.
7. 7. Einrichtung wenigstens nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen jeder Leiste (61) durch einen fotoleitenden Stoff getrennt sind und daß die Kurschlußeinrichtung von einer Lichtquelle gebildet ist, die einen Strahl geringer Breite abstrahlt.
8. 8. Einrichtung wenigstens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß bestimmte Lamellen jeder Leiste (61) untereinander derart zwischenverbunden sind, daß zwei ineinander verschachtelte und sich gegenüberliegende Kämme (63»65) entstehen, wobei jede Lamelle einen Zahn eines Kammes bildet und zwischen . zwei Lamellen liegt, die nicht zu dem einen, sondern zum jeweils anderen Kamm gehören (Fig. 5).
9. 9. Einrichtung wenigstens nach Anspruch 2 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenverbindungen einer Codierung bekannter Art entsprechen, beispielsweise einem binärcodierten Dezimalcode.

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10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen ausgehend von der Zahl O bezeichnet sind und die Lamellen gerader Ordnung aus zwei gegenseitig isolierten Halblamellen bestehen, daß die Lamellen ungerader Ordnung durch Gruppen von fünf aufeinanderfolgenden mit "Dekade" bezeichneten Ausgangsanschlüssen verbunden sind und daß die mit O bezeichnete Lamelle sowie die vorgenannten Halblamellen mit zehn als '"Einheit" bezeichneten Ausgangsanschlüssen verbunden sind, wobei diejsrste Lamelle oder Halblamelle mit dem ersten Anschluß ^Einheit", die zweite Lamelle oder Halblamelle mit dem zweiten Anschluß ' .^i!tEinheit" usw. verbunden sind und periodisch· arbeiten, (^ig. -7)·
11. 11. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche""]" bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiste (61) an beiden Enden ihrer Lamelle,nreihe Positionierungen zusätzlicher Lamellen aufweist, die von der logischen Schaltung zur Steuerung wenigstens der Bremsung der Verschiebeelemente benutzt werden, so daß eine Auswanderung aus der Arbeitsnutzzone vermieden wird.
12. 12. Einrichtung nach' wengistens einem der Ansprüche 1 bis" 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiste (61) mehrere Lamellenreihen aufweist, die in einer Reihenfolge gleicher Weise mit der logischen elektronischen Schaltung verbunden sind, und daß jede dieser Lamellenreihen eine Positionierung entsprechend einer unterschiedlichen Schrittweite gestattet.

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    .se-
13. 13· Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung Einrichtunten zum Vei'gleichen der Koordinaten einer Arbeitsstelle mit denjenigen einer vorhergehenden ;

    Stolle und zur Bewegungssteuerung der Verschiebeelemente in der passenden Richtung infolge dieses Vergleichs auf vielst.
14. 14. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verdrahten elektronischer Schaltungen, ί

    dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen einer Positionierung gemäß zweier zueinander senkrechter Koordinatenachsen (X,X) zwei mit zwei Leisten (20,25) zusammenarbeitende Vagen (9^S) vorgesehen sind und daß wenigstens eine der beiden Leisten mit zwei Lamellenreihen versehen ist, die zwei unterschiedliche Schrittweiten abgeben.

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