DE2121691A1 - Verfahren zum Rückschalten einer Linienfolgevorrichtung mit einem digitalen Umsetzer und Umsetzer zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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PATENTANWALT DIPL-ING. R. MDLIER-BORNER PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-H. WEY BERLI N-DAHLEM 33 ■ PODBI ELS KIALLEE 68 8 MÖNCHEN 22 -Wl DENM AY ER STRA SSE TEL 0311 . 762907 · TELEGR. PROPINDUS ■ TELEX 0184057 TEL 0811 · 225585 . TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0524244

Berlin, den 29. April 1971

The Gerber Scientific Instrument Company Hartford, Conn. / USA

Verfahren zum Riickschalten einer Linienfolgevorrichtung mit einem digitalen Umsetzer und Umsetzer zur Durchführung des

Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer selbsttätig arbeitenden Linienfolgevorrichtung mit einem digitalen Umsetzer und einen Umsetzer zur Durchführung des Verfahrens.

Eine selbsttätig gesteuerte und arbeitende Linienfolgevorrichtung derjenigen Gattung, mit der sich die Erfindung befaßt, hat ein Abtastgerät oder einen Abtastkopf, der in zwei zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen bewegbar ist, so daß er entlang einer Linie oder Kante auf einem zugehörigen Papierbogen oder an einer Schablone oder dergleichen bewegt werden kann. Das Abtastgerät erkennt die zu verfolgende Linie oder Kante durch optische oder andere Einrichtungen und erzeugt Ausgangssignale. Diese werden von einer Steuerung dazu verwendet, zugeordnete Motoren mit Energie zu versorgen, die das Abtastgerät in einer solchen Weise antreiben, daß es zu einer Bewegung entlang der Linie gebracht wird. Mit dem Abtastgerät verbundene Verschlüssler erzeugen Informationen oder Angaben, die die beiden augenblicklichen Koordinaten des Abtastgeräts

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darstellen. Die Verschlüssler werden intermittierend abgefragt, um für den Rest oder übrigen Teil des Umsetzersystems Koordinateninformationen zu erzeugen, die entlang der zu verfolgenden Linie mit Abstand zueinander liegende Punkte wiedergeben. In ihrem tatsächlichen Aufbau und Betrieb kann die Linienfolgevorriehtung unterschiedlich bzw. verschiedenartig ausgebildet sein. Eine geeignet ausgebildete Linienfolgevorrichtung ist in der Patentanmeldung P 16 3b 034.0-53 beschrieben und dargestellt, auf die für nähere Einzelheiten Bezug genommen wird.

Obwohl eine selbsttätig arbeitende Linienfolgevorrichtung dazu bestimmt ist, automatisch einer digital darzustellenden Linie zu folgen, kann gelegentlich das Abtastgerät der Folgevorrichtung zufällig von der Linie abweichen. Während einer solchen Abweichung können falsche Koordinateninformationen ausgegeben werden, die irgendeinen Punkt darstellen, der nicht auf der Linie liegt. Gründe für ein solches Abweichen von der Linie können beispielsweise ein vorhandener Tinten- oder Tuschefleck auf der Linie, eine verblichene oder undeutliche Linie, ein Laufen des Abtastgeräts entlang einer falschen Linie von einem Schnitt- oder Kreuzungspunkt aus, ein für die spezielle Form oder Kontur der betreffenden Linie zu schnelles Bewegen ψ des Abtastgeräts sein. Normalerweise wird der Betrieb der Linienfolgevorrichtung von einer Bedienungsperson überwacht, der vorzugsweise ein Steuerpult mit einem Fernsehschirm zur Verfügung steht, auf dem in vergrößerter Form derjenige Teil des Werkstücks wiedergegeben wird, der die Speicherstelle oder das Zielgerät des Abtastgeräts enthält und umgibt. Dadurch kann die Bedienungsperson, wenn das Abtastgerät von der zu folgenden Linie abweicht, dessen weitere Bewegung sofort unterbrechen.. Bisher war die Bedienungsperson in der Lage, mittels einer Handsteuerung das Abtastgerät zurück zu der digital darzustellenden Linie zu führen.

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Üblicherweise ist die Linienfolgevorrichtung so ausgebildet, daß sie keine Koordinateninformation ausgeben kann, wenn das Abtastgerät keine Linie feststellt. Das heißt, die richtige Feststellung einer Linie ist eine Voraussetzung für die Ausgabe einer Koordinateninformation; wird eine solche Linie nicht erkannt oder festgestellt, so wird keine Ausgangsinformation erzeugt. Wenn das Abtastgerät zufällig von der zu verfolgeiiden Linie abweicht, wird deshalb normalerweise eine tatsächlich falsche Koordinateninformation während des Abweichens nicht erzeugt, außer es geschieht an einer Kreuzungsstelle oder an einer benachbarten Linie oder es wird irgend etwas anderes als Linie erkannt. Wird jedoch ein solcher falscher Punkt festgestellt, so ist es selbstverständlich höchst wünschenswert und überlicherweise zwingend, daß dieser Punkt in der ersten Aufzeichnung nicht erscheint. Auch beim Zurückführen des Abtastgeräts zu der zu verfolgenden Linie ist es im höchsten Grade erwünscht, dass das Abtastgerät zu dieser Linie in einer lieise zurückkommt, die letztlich eine Aufzeichnung ergibt, in der keine Rückschaltungen oder unüblich große Lücken oder Unterbrechungen enthalten sind. Eine Rückschaltung liegt dann vor, wenn die aufeinanderfolgend aufgezeichneten Punkte nicht alle solche sind, die auf einem Vorwärtsweg entlang der Linie liegen, sondern wenn ein Punkt oder mehrere Punkte vorhanden sind, die einen Rückwärtsweg ergeben, so daß bei Verwendung dev Aufzeichnung zum Antrieb beispielsweise eines i-Y-Kurvenschreibers die Feder des Schreibers notwendigerweise als Ergeunis einer solchen aufgezeichneten Information einer Rückschaltung unterworfen ist. Das heißt, zuerst wird die Feder entlang einer Linie zu einem bestimmten Punkt vorwärts bewegt, dann wird sie um eine kurze Entfernung wieder zurückbewegt und hierauf geht sie entlang der Linie wieder vorwärts. Dieser Vorgang stellt nicht nur ein Vergeuden von Zeit bei der Wiedergabe dar, sondern kann auch eine unerwünschte Kontur oder Ausbildung der vom Schreiber gezeichneten Linie

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zum Ergebnis haben. Andererseits kann, wenn in der aufgezeichneten Information eine ungewöhnlich große Lücke erscheint, bei späterer Verwendung dieser Aufzeichnung zur Wiedergabe einer digital dargestellten Linie die wiedergegebene Linie in der Nachbarschaft oder Nähe der Lücke nicht genau die wahre Form der digital dargestellten Linie wiederspiegeln. Wenn beispielsweise die zu verfolgende Linie zum Zeitpunkt der Abweichung eine Kurve oder Krümmung mit relativ kleinem Radius ist, so muß die Koordinateninformation an relativ eng beieinander auf der Linie gelegenen Punkten genommen werden, damit fc die später wiedergegebene Linie genau dem Verlauf entspricht. Wenn aber zwei aufeinanderfolgend aufgezeichnete Punkte durch eine große Lücke getrennt sind, so wird die wiedergegebene Linie überlicherweise aus einem geraden Liniensegment zwischen diesen beiden Punkten bestehen und nicht aus der gewünschten Krümmung mit kleinem Radius.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Rückschalten einer Linienfolgevorrichtung, wenn das Abtastgerät dieser Vorrichtung zufällig von der digital darzustellenden Linie abweicht, zu schaffen, wobei das Rückschalten derart vor sich geht, daß das Abtastgerät zur digital darzustellenden Linie, ohne eine Rückschaltung oder W eine ungewöhnlich große Lücke bzw. Unterbrechung in der letztlich aufgezeichneten Koordinateninformation hervorzurufen und ohne Auftreten von möglicherweise falsch aufgenommenen Punkten in der endgültigen Aufzeichnung, zurückgeführt wird. Ferner wird angestrebt, das Rückschalten oder Zurückführen unter möglichst wenig Aufwand an Handsteuerung seitens der erforderlichen Bedienungsperson auszuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein digitaler Umsetzer, der gekennzeichnet ist durch einen Träger für ein eine digital darzustellende Linie aufweisendes Werkstück, duroh ein gegenüber dem Träger entlang irgendeiner Linie auf dem Werkstück

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bewegbares Abtastgerät, durch einen das Abtastgerät gegenüber dem Träger bewegenden Antrieb, durch eine in Abhängigkeit von Ausgangssignalen des Abtastgeräts arbeitende Linienfolgesteuerung, die dem Antrieb für die Bewegung des Abtastgeräts entlang irgendeiner von diesem festgestellten Linie Energie zuführt, durch mit dem Abtastgerät verbundene, eine kodierte Darstellung der augenblicklichen Lage des Abtastgeräts in bezug auf das Werkstück liefernde Verschlüssler, durch eine die Verschlüssler bei Bewegung des Abtastgeräts entlang einer Linie periodisch abfragende Einrichtung zur Lieferung von kodierten Darstellungen von mit Abstand zueinander auf der Linie gelegenen Punkten, durch einen mit der Abfrageeinrichtung verbundenen Informationsspeicher, der in Aufeinanderfolge eine vorgegebene Anzahl dieser abgefragten, kodierten Darstellungen speichert und derart arbeitet, daß er eine gegebene Anzahl dieser Darstellungen aufnimmt sowie danach die in ihm gespeicherte älteste Darstellung bei Empfang jeder neuen Darstellung ausgibt, durch eine Einrichtung zum Herausziehen der jüngsten im Speicher gespeicherten Darstellung und durch eine Aufzeichungssteuerung, die in Abhängigkeit von der aus dem Speicher durch die Einrichtung herausgezogenen Darstellung den Antrieb in der Weise mit Energie versorgt, daß dieser das Abtastgerät zu dem durch die herausgezogene Darstellung angegebenen Funkt bewegt.

Das der Lösung der gestellten Aufgabe dienende Verfahren zum Betreiben einer selbsttätigen Linienfolgevorrichtung mit einem digitalen Umsetzer ist gekennzeichnet durch Einstellen einer selbsttätigen Linienfolgevorrichtung mit einem Abtastgerät auf das Verfolgen einer Linie auf einem Werkstück, durch periodisches Abfragen von mit dem Abtastgerät verbundenen Ver-

sohlUsslern zur Lieferung von kodierten Darstellungen von einen Abstand zueinander aufweisenden Punkten auf der zu verfolgenden Linie, durch aufeinanderfolgendes Speichern einer

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vorgegebenen Anzahl der jüngsten der kodierten Darstellungen, durch Speichern jeder neuen abgefragten kodierten Darstellung nach Speicherung der vorgegebenen Anzahl von kodierten Darstellungen und Entfernen sowie Ausgeben der ältesten gespeicherten Darstellung bei Speicherung einer neuen abgefragten kodierten Darstellung aus dem Speicher, durch Beobachten des Abtast— gerätes, durch Fortsetzen der vorstehend genannten Sehritte bis zur Feststellung einer Abweichung des Abtastgeräts von der zu verfolgenden Linie, durch darauf folgendes Unterbrechen des selbsttätigen Linienfolgevorganges, durch Herausziehen jeweils der jüngsten kodierten Darstellung aus dem Speicher in Reihenfolge und Zuführen jeder dieser herausgezogenen kodierten Darstellungen zu einer das Abtastgerät zu dem durch diese kodierte Darstellung wiedergegebenen Punkt zurückschaltenden Vorrichtung, durch Fortsetzen des Herausziehens der jeweils nächst jüngsten kodierten Darstellung und des zugeordneten Zurückschaltens des Abtastgeräts, bis dieses zu einem Punkt auf der zu verfolgenden Linie zurückgekehrt ist, und durch anschließendes Einstellen der Linienfolgevorrichtung zum erneuten selbsttätigen Verfolgen der Linie.

Wie die folgende Beschreibung erkennen läßt, wird die gestellte Aufgabe damit in technisch einwandfreier und fortschrittlicher Weise gelöst,

Der Ausbildung eines Aufzeichnungs- oder Informationsträgers dient ein aufeinanderfolgendes Aufzeichnen jeder der vom Speicher als Folge des Einbringens von neuen kodierten Darstellungen in den Speicher ausgegebenen kodierten Darstellungen.

Vorzugsweise hat der Umsetzer mit der Linienfolgesteuerung und der Aufzeichnungssteuerung verbundene Schalter zum wahlweisen Schalten des Antriebs von einem Linienfolgebetrieb, bei dem der Antrieb von der Linienfolgesteuerung nit Energie versorgt wird, zu einem Rückschaltbetrieb, bei dem der Antrieb von der Aufzeichungssteuerung mit Energie versorgt wird.

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Ferner werden vorzugsweise ein handbetätigter Rückschalt-Schalter und eine mit diesem verbundene sowie bei Betrieb des Antriebs im Ilückschalt-vorgang betätigbare Einrichtung zur .Steuerung der eine neue kodierte Darstellung aus dem Speicher herausziehenden Einrichtung vorgesehen, wobei die herausgezogene Darstellung durch die Aufzeichnungssteuerung jedesmal dann verwendet wird, wenn der llückschalt-Schalter in einer vorbestimmten Weise betätigt wird.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines AusfUhrungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes.

Fig. i ist eine perspektivische Ansicht eines selbsttätig arbeitenden digitalen Umsetzers, bei dem der Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommt.

Fig. 2 zeigt in einer Kurvendarstellung den Weg des Abtastgeräts der Fig. 1, das von der digital darzustellenden Linie abweicht.

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, jedoch ist zusätzlich ein von dem Abtastgerät eingeschlagener Weg bei dessen Rückführung zu der digital darzustellenden Linie gezeigt, wobei dieser Rückkehrweg entsprechend der bekannten Praxis ein Rückschalten in der endgültig aufgezeichneten Information hervorruft.

Fig. k ist eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, jedoch ist zusätzlich ein von dem Abtastgerät eingeschlagener Weg bei dessen Rückführung zu der digital darzustellenden Linie gezeigt, wobei dieser Rückkehrweg entsprechend der bekannten Praxis eine Lücke in der schließlich aufgezeichneten Information hervorruft.

1 09847/1306 " ^ö '

Fig. 5 ist eine Darstellung des Weges des Abtastgeräts in einer Lage, in der es zufällig an einem Kreuzungs- oder Knotenpunkt der falschen Linie folgt.

Fig. 6 ist ein schematisches Blockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten digitalen Umsetzers.

In Fig. 1 ist die hauptsächliche Maschinenausrüstung eines selbsttätig arbeitenden,digitalen Umsetzers, bei dem der Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommt, gezeigt. Dieser Umsetzer besteht aus einer Linienfolgevorrichtung 10, einem Steuerpult i2 und einem Rechner Ik. Die Linienfolgevorrichtung 10 enthält einen Tisch 16 mit einer ebenen Oberfläche IS, auf der in flacher Lage ein Papierbogen 20 oder ein anderes Werkstück gelagert ist, das eine oder mehrere Linien oder Kanten hat, die digital dargestellt werden sollen, beispielsweise die Linie 22. Ferner enthält die Vorrichtung 10 ein Abtastgerät 2k, vorzugsweise in Form einer optischen Abtasteinrichtung, das die digital darzustellende Linie erkennt oder feststellt und Ausgangssignale erzeugt, die als Abtastinformation bezeichnet werden und zum Antreiben des Abtastgeräts entlang der Linie dienen. Das Abtastgerät 24 ist an einem Tragschlitten 2b gelagert, der in der Y-Koordinatenrichtung relativ zu einem den Tisch io überspannenden Hauptschlitten 2j, der seinerseits in der X-Koordinatenrichtung beweglich ist, bewegt werden kann. Entsprechende Motoren treiben den Ilauptschlitten 2b in der Y—Koordinatenriehtung. Die beiden Motoren 30, 32 (Fig. 6) sind Schrittmotoren und werden im Betrieb der Linienfolgevorrichtung beim Verfolgen einer Linie durch eine zugehörige Linienfolgesteuerung 3k (Fig. 6) in Abhängigkeit von der vom Abtastgerät 2k erzeugten Abtastinformation gesteuert, so daß das Abtastgerät 2k der Linie 22 folgt.

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Die Linxenfolgevorrichtung 10 enthält weiter zwei Verschlüssler 35» 36 (Fig. 6), die Signale oder kodierte Angaben liefern, welche für die augenblickliche Lage - oder die X- und Y-Koordinaten - des Abtastgeräts 2k kennzeichnend sind. Venn das Abtastgerät in richtiger Übereinstimmung mit der Linie 22 ist, so stellt somit die von den Versohlüsslern 35» 36 erzeugte Information die Koordinaten eines Punktes auf der Linie 22 dar. Wie bereits erwähnt wurde und auch noch beschrieben werden wird, arbeitet die Linienfolgevorrichtung derart, daß ein Freigabesignal zur Aufnahme einer Information von den Verschlüsslern 35» 36 nur dann erzeugt wird, wenn eine Linie von den Abtastgerät 2k erkannt oder festgestellt wird. Das heißt, nur wenn das Abtastgerät richtig mit der Linie übereinstimmt, ist es für den Rechner möglich, eine Information von den Verschlüsslern aufzunehmen, und insofern gibt bei Aufnahme einer solchen Information diese gültig einen Punkt auf der digital darzustellenden Linie wieder.

Die Linienfolgesteuerung 3k (Fig. 6) kann entweder in einem eigenen Gehäuse im Steuerpult 12 oder im Gehäuse des Rechners Ik untergebracht sein, welcher entweder ein Allzweckrechner mit gespeichertem Programm oder ein Spezialrechner sein kann, der insbesondere zur Verwendung in der dargestellten Vorrichtung ausgelegt ist. In jedem Fall hat der Rechner einen Speicher und ist in der Lage, die im einzelnen in Fig. 6 dargestellten und später beschriebenen Funktionen auszuführen.

Das Steuerpult 12 enthält verschiedene Steuersysteme zur Handsteuerung des Betriebs der Linienfolgevorrichtung 10, wobei unter anderem ein Fernseh-schirm 3& vorhanden ist, der Teil eines geschlossenen Fernsehsystems zwischen dem Abtastgerät und dem Pult ist. Auf dem Schirm 3^ wird in vergrößerter

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Form der Bereich des Werkstücks 20 wiedergegeben, der den Zielpunkt des Abtastgeräts 24 umgibt. Auf dem Schirm 3b (Fig.l) sind der Zielpunkt 40 des Abtastgeräts 24 und der zugehörige konzentrische Abtastkreis 42 dargestellt, wie auch ein Teil der Linie 22. Es ist klar, daß damit die Bedienungsperson durch Beobachtung des Fernsehschirms 38 jederzeit in der Lage ist, eine Abweichung des Zielpunktes 40 von der zu verfolgenden Linie 22 festzustellen und sofort tätig zu werden, wenn eine solche Abweichung auftritt.

Das Steuerpult 12 enhält ferner eine Aufzeichnungsvorrichtung, die die von der Linienfolgevorrichtung 10 gelieferte Ausgangsinformation aufzeichnet, welche aus kodierten Darstellungen der Lage von entlang der digital darzustellenden Linie einen Abstand zueinander aufweisenden Punkten besteht. Diese Aufzeichnungsvorrichtung kann verschiedenartig ausgebildet sein; im gezeigten Beispiel ist ein Papierstreifenlocher 44 vorgesehen, Der von dem Locher 44 hergestellte Streifen kann später beispielsweise in einem X-Y-Kurvenschreiber verwendet werden, um eine Wiedergabe der digital dargestellten Linie zu zeichnen, jedoch ist selbstverständlich die aufgezeichnete Information nicht auf diesen Verwendungszweck beschränkt, sondern kann für viele andere Anwendungen eingesetzt werden. Es ist auch klar, daß die Aufzeichnungsvorrichtung nicht Teil des Steuerpults 12 sein muß, sondern ein davon getrenntes Teil sein kann. Ferner braucht auch die Ausgangsinformation von der Linienfolgevorrichtung 10 nicht notwendigerweise von einer Aufzeichnungsvorrichtung verarbeitet zu werden, sondern kann nach Wunsch anstatt dessen in einem anderen Gerat oder einer anderen mechanischen Einrichtung, die in Abhängigkeit von dieser Information arbeitet, verwendet werden.

In Fig. 2 ist eine von der Vorrichtung nach Fig. 1 digital darzustellende Linie 4b gezeigt, wobei der Weg ties Abtastgeräts durch die verschiedenen Punkte auf dieser Linie dargestellt ist.

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V/älirond des Umsetzvorganges der Linie '16 läuft das Autastgerät 2k des digitalen Umsetzers entlang der Linie kb vom Punkt a zum Punkt b, dann zum Punkt c und zum Punkt d. Alle diese Punkte liegen auf der Linie ^lib und sind solche, die vom übrigen Teil des Umsetzers aufgenommen und verarbeitet oder verwendet werden. Das heißt, die kodierten Darstellungen der Punkte a bis d werden von den X- und Y-Verschliisslern 33 bzw. 3b aufgenommen und vom übrigen Teil des Umsetzers in einer noch zu beschreibenden \veise verarbeitet. An oder nahe dem Punkt d weicht, wie gezeigt iat, (las Abtastgorät zufällig von der Linie kb ab und schlägt einen falschen, durch die gestrichelte Linie 'is dargestellten ■Weg ein. nenn die Bedienungsperson die Abweichung des Abtastgeräts von der Linie ^b feststellt, so untei-bricht sie durch Betätigen eines Schalters am Steuerpult 12 den weiteren Betrieb der Linieufolgevorrichtung. Der Punkt e in Fig. 2 ist derjenige, an dem der Betrieb der Linienfolgevorrichtung unterbrochen worden ist. Wie erwähnt wurde, ist die Vorrichtung 10 vorzugsweise derart aufgebaut, daß sie keine kodierten Wiedergaben von Punkten auf einer Linie liefern kann, es sei denn, das Abtastgerät stimmt richtig mit der digital darzustellenden Linie überein. Deshalb werden der Punkt e und andere Punkte auf der falschen Linie 4a gewöhn \ icli nicht auf genommen. Um nichtsdestoweniger in richtiger Weise mit der digitalen Darstellung der Linie 'ib fortzufahren, muß das Abtastgerät vom Punkt e weg-bewegt werden, um den Zielpunkt zurück und in ilbereinstiirniiung mit der Linie kG zu bringen.

Früher wurde das Zurückbringen des Zielpunktes des Abtastgeräts zu der digital darzustellenden Linie durch den Einsatz einer Handsteuerung am Steuerpult 12 bewirkt, mit der das Abtast— gerät zur Linie zurückgeführt wurde. Jedoch kennt die Bedienungsperson nur den gegenwärtigen Ort des Zielpunktes des Abtastgeräts und kann nicht genau bestimmen, an welchem Punkt die digital darzustellende Linie verlassen wurde. Deshalb war der

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BAD ORtQtNAL

Rückkehrweg bei dem bekannten Rückführen des Zielpunktes zur Linie oft derart, daß entweder ein Zurückschalten oder eine größere Unterbrechung bzw. Lücke in der AusgaBgsLnformation hervorgerufen wurde.

Die Fig. 3 zeigt beispielsweise einen Rückkehrweg, der in der aufgezeichneten Information ein Zurückschalten erzeugt. Die gestrichtelte Linie 50 stellt den vom Zielpunkt eingeschlagenen Weg bei seiner Rückkehr zur Linie 46 dar. Aus der Darstellung ist zu entnehmen, daß der Zielpunkt zur Linie 46 am Punkt f

L· zurückkommt, der hinter dem vorher aufgenommenen Punkt d (in der früheren Bewegungsrichtung gesehen) liegt. Nachdem der Zielpunkt zum Punkt f auf der Linie 46 zurückgekehrt ist, wird der Punkt f aufgenommen und danach wird der Zielpunkt wieder vorwärts in seinem weiteren Linienfolgevorgang zu den Punkten g, h und anderen, jenseits davon gelegenen Punkten bewegt. Die schließlich aufgezeichneten oder andersartig von dem Umsetzer ausgegebenen Punkte werden deshalb dann in der Reihenfolge a, b, c, d, f, g, h geliefert. Wenn diese aufgezeichneten Punkte zum Antrieb eines Kurvenschreibers oder eines anderen Geräts dienen, so wird der Kurvenschreiber vom Punkt a zum Punkt d vorwärts, vom Punkt d zum Punkt f rückwärts und danach wieder zum Punkt f zu den Punkten g und h vorwärts

* bewegt, anstatt eine fortlaufende Bewegung, wie es erwünscht ist, auszuführen.

In Fig. 4 ist die Bewegung des Zielpunktes des Abtastgeräts entlang einem Rückkehrweg 52 dargestellt, wobei eine unerwünschte Unterbrechung - eine große Lücke oder ein großer Sprung - zwischen aufeinanderfolgend aufgezeichneten oder ausgegebenen Punkten hervorgerufen wird. In Fig. 4 ist der nach dem Punkt d als nächster auf der Linie 46 aufgenommene Punkt f um einen nicht üblichen großen Abstand vom Punkt d entfernt, so daß wenn die Linie 46 später durch Verwendung der aufge-

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zeichneten Lageinformation, wobei die Punkte a, b, c, d, f und g dargestellt werden, wiedergegeben wird, die aufgetragene Linie höchstwahrscheinlich nicht genau der ursprünglichen Linie zwischen den Punkten d und f entspricht.

In Fig. 5 ist der Weg des Zielpunktes des Abtastgeräts 2k entlang einer Linie 5k dargestellt, die im Punkt i sich mit zwei anderen Linien 56 und 58 schneidet bzw. verzweigt. Es sei für diesen Fall angenommen, daß im Punkt i von der Linie 5^ erwünschterweise zur Linie 58, nicht aber zur Linie 56 übergegangen werden soll, daß jedoch das Abtastgerät anfangs fälschlicherweise der Linie 56 nach Durchlaufen des Punkts i folgt. Die Punkte a, b, c, d, und e stellen Punkte dar, die entlang der Linie 5k bei dem Weg des Zielpunktes zum Schnitt-punkt i aufgenommen wurden. Die Punkte f, g und h sind solche, die entlang der Linie 56 aufgenommen wurden, als der Zielpunkt des Abtastgeräts fälschlicherweise dieser Linie folgte. Am Punkt h unterbricht die Bedienungsperson den Linienfolgevorgang, nachdem sie den falschen Weg des Zielpunktes entlang der Linie 56 festgestellt hat. Früher wurde das Zurückführen des Zielpunktes zur richtigen Linie 58 bzw. 5k im allgemeinen durch Handsteuerung des Abtastgeräts entlang einem Weg, wie er durch die gestrichelte Linie 60 angedeutet ist, zum Punkt i oder zu einem anderen, nahe diesem gelegenen Punkt bewerkstelligt, worauf die Vorrichtung wieder zu ihrem Linienfolgebetrieb zurückgestellt und durch handbetätigte Einrichtungen des Abtastgeräts gezwungen wurde, der erwünschten Linie 56 zu folgen. Hierauf verfolgt dann das Gerät die Linie 58 und nimmt die Punkte j und k auf. Aus dem Vorstehenden wird klar, daß die Punkte f, g, und h fälschlicherweise aufgenommen wurden, bevor das Abtastgerät zur gewünschten Linie 58 zurückgekehrt ist, und es ist in hohem Maße erwünscht, daß solche Punkte nicht in der fertigen Aufzeichnung oder der Ausgabe vom Umsetzer erscheinen. Bei bisher bekannten Umsetzersystemen

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war jedoch das Entfernen solcher aufgenommenen falschen Punkte nur schwierig zu erreichen, wenn nicht sogar unmöglich.

Der Aufbau des digitalen Uiiisetzersystenis, das dazu dient, das bekannten Systemen anhaftende, mit bezug auf die Fig. 2 bis j erläuterte Problem zu lösen bzw. zu überwinden, ist in f'ig. υ schematisch im einzelnen dargestellt. Die vom Abtastgerät L"i stammende Abtastinf ormation wird der Linienfolges teuerung 3'i Über die Leitung 62 zugeführt und dient im Linien!"olgeoetrieυ des Systems dazu, daß die Linienfolgesteuerung 3'i das Abtastgerät 2h selbsttätig entlang der digital darzustellenden Linie 22 bewegt. Im einzelnen erzeugt die Linienfolgesteuerung 3't in Abhängigkeit von der über die Leitung 62 gelieferten Abtastinformation X- und x-Impulse, die an den Leitungen bh bzw. 66 auftreten und Motortreiberstufen 6s steuern, die die Erregung der X- und Y-Schrittmotoren 32 bzw. 30 regeln, wobei die X-Antriebsimpulse an der Leitung 70 und die i-Antriebsimpulse an der Leitung 72 liegen. Wird das Abtaugerät 2^ entlang der digital darzustellenden Linie z2 bewegt, so wird eine kodierte, den gegenwärtigen Ort des Abtastgerats kennzeichnende Information dem Rechner lh über die Leitungen 7h, /6 von den Verschliisslern 36, 35 zugeführt.

Der Rechner lh ist seinerseits so programmiert oder eingerichtet, daß er die verschiedenen Funktionen und Vorgänge durchführt, die durch das innerhalb des mit gestrichelten Linien gezeichneten Kästchens, das den Rechner darstellt, angegebene Flußschema bestimmt sind. Zum Linienfolgebetrieb enthält der Rechner eine Einrichtung zur Durchführung eines gegebenen Maschinenprogramms 78 zum Abfragen der Verschlüssler 35 und 36. Das Maschinenprogramm ist so aufgestellt, daß die Verschlüssler 35, 36 intermittierend abgefragt werden, um so mit Abstand zueinander liegende Punkte auf dem Weg des Abtastgeräts in Aufeinanderfolge aufzunehmen. Im allgemeinen ist

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das Maschinenprogramm von den relativen Änderungsgeschwindigkeiten der von den beiden Verschlüsslern gelieferten Information abhängig, so daß entlang einem stark gekrümmten Weg die abgefragten Punkte dichter beieinander liegen, als das bei einem weniger gekrümmten Weg der Fall ist.

Die von den Verschlüsslern durch das Abfrageprogramm eingeholte Information wird im Rechner 14 durch eine Einrichtung weiterverarbeitet, die ein Maschinenprogramm öO zum Prüfen der abgefragten Information gegen verschiedene vorher festgesetzte Ki'iterien durchführt, um festzustellen, ob diese Information einen gültigen Punkt auf der digital darzustellenden Linie wiedergibt. Dieses Programm enthält beispielsweise eine Prüfung für das Abtastgerät 2h, um zu bestimmen, ob es die Linie zum Zeitpunkt des Abfragens erfaßt oder nicht, und es veranlaßt das Löschen der abgefragten Information, wenn die Linie nicht erlaßt ist; d.h., wenn die Information als nicht gültig befunden wird, wird sie gelöscht. Ist sie gültig, so wird sie aufgenommen und über die Leitung 82 zu einem Teil des Rechnerspeichers übertragen, der eine Aufzeichnung ä^lt nach dem Kellerungsprinzip (im folgenden PDL = "push-down list" genannt) durchführt. Die PDL ist eine Speichereinrichtung zum aufeinanderfolgenden Speichern einer vorgegebenen Anzahl von Funkten - oder genauer: der kodierten Darstellungen dieser Punkte - und, nachdem diese vorgegebene Anzahl von Punkten gespeichert worden ist, zum Ausgeben des ältesten Punktes nach Hinzufügen jedes neuen Punkts. Zum Zweck der Durchführung dieses Ausgebens ist der logische Teil des Rechners i'i so gegliedert, daß er ein weiteres Programm 8b zur Bestimmung der Vollständigkeit der PDL Sk in Abhängigkeit vom Empfang eines jeden gültigen Punkts ausführt und den in der PDL ältesten gespeicherten Punkt ausgibt, wenn die PDL als vollständig befunden wird. Im gezeigten Fall werden die von der PDL 8k ausgegebenen Punkte der Aufzeichnungsvorrichtung kk (Papierstreifenlocher) zugeführt, sie können jedoch genauso gut für andere Zwecke verwendet werden.

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BAD ORJGINAL

Solange das Abtastgerät 24 richtig zur digital darzustellenden Linie 22 eingestellt bleibt, läuft der im Zusammenhang mit Fig. 6 vorstehend beschriebene Vorgang ab, wobei jeder neu aufgenommene Punkt oben der PDL 84 zugeführt und später, wenn er die untere Lage erreicht hat, unten von der PDL abgenommen wird, um von der Vorrichtung 44 aufgezeichnet zu werden.

Wenn das Abtastgerät 24 zufällig von der digital darzustellenden Linie 22 abweicht, so unterbricht die den Umsetzvorgang auf dem Fernsehschirm 38 beobachtende Bedienungsperson den Linien-

W folgebetrieb und leitet einen Rückschaltvorgang ein, um das Abtastgerät zu einem vorher aufgenommenen Punkt der Linie 22 zurückzuführen, wobei irgendwelche während der Abweichung fälschlicherweise aufgenommenen Punkte während dieses Zurückschaltens gelöscht werden. Wie Fig. 6 zeigt, enthält das Steuerpult 12 zwei von Hand betätigbare Schalter 88, 90 zur Steuerung der Betriebsweise des Systems. Für den Linienfolge- oder Umsetzvorgang werden der Schalter bd in die "Ein—" Stellung und der Schalter 90 in die "Aus-"Stellung gebracht. Ähnlich werden für den Rückschalt- oder Schreibvorgang der Schalter 88 in die "Aus-"Stellung und der Schalter 90 in die ^J'Ein-"Stellung gebracht. Wenn das Abtastgerät 24 von der Linie

t 22 abweicht, so stellt die Bedienungsperson das System für einen Rückschaltvorgang ein, indem sie den Schalter 88 in die "Aus-"Stellung und den Schalter 90 in die "Ein-"Stellung bringt. Das Betätigen dieser Schalter schaltet die Linienfolgesteuerung 34 ab, so daß sie nicht weiter arbeitet und somit keine Ausgangsimpulse an die Leitungen 64, 66 in Abhängigkeit von der Abtastinformation auf der Leitung 62 liefert. Anstatt dessen wird eine Aufzeichnungssteuerung 92 eingeschaltet, die Ausgangsimpulse an den Leitungen 64, 66 in Abhängigkeit von einer Punktlageinformation erzeugt, welche auf ihren Eingangsleitungen 94, 96 zugeführt wird. Die an den Leitungen 94, 96 auftretende

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Lageinformation besteht aus kodierten Darstellungen von Punkten, die von der PDL 84 aufgenommen wurden. In Abhängigkeit vom Empfang einer sojchen Information ist die Aufzeichnungssteuerung zur Erzeugung von X- und Y-Ausgangsimpulsen auf den Leitungen 64 und 66, die zur Erregung der Schrittmotoren 30, 32 zum Antrieb des Abtastgerätes 24 zu dem durch eine solche kodierte Darstellung wiedergegebenen Punkt betätigbar. Eine derartige Aufzeichnungssteuerung ist an sich bekannt und braucht deshalb nicht besonders beschrieben zu werden.

Das Steuerpult 12 enthält ferner einen von Hand betätigbaren Rückschalt-Schalter 98, der als Tasterschalter dargestellt ist. Zum Betrieb des Umsetzers beim Rückschaltvorgang ist der Rechner 14 so angeordnet, daß er in anderes Programm 100 durchführt, das von einer Betätigung des Schalters 98 abhängig ist, um in der PDL den zuletzt aufgenommenen Punkt zu erfassen, zu löschen und diesen Punkt zur Aufzeichnungssteuerung 92 auf den Leitungen 94, 96 zu übertragen. Als Ergebnis dessen veranlaßt die Steuerung 92 eine Bewegung des Abtastgeräts 24 zu dem Punkt, der durch die von der PDL entnommene Information dargestellt wird. Mit Bezug auf Fig. 2 sei als Beispiel angenommen, daß das Abtastgerät 24 am Punkt e zum Zeitpunkt der Beendigung des Linienfolgevorgangs ist und daß der Umsetzer zum Rückschaltvorgang eingestellt wird. Zu dieser Zeit ist der jüngste, in der PDL gespeicherte Punkt der Punkt d. Wird nun der Schalter 36 zum Zurückschalten betätigt, so wird die den Punkt d betreffende Information aus der PDL 84 genommen sowie darin gelöscht und sie wird der Aufzeichnungssteuerung 92 zugeführt, die in Abhängigkeit von dieser Information eine Bewegung des Abtastgeräts zum Punkt d hervorruft. Nun ist der Punkt c der Jüngste Punkt in der PDL. Wird der Schalter 98 wiederum betätigt, so wird das Abtastgerät 24 zum Punkt c bewegt. Nachdem das Abtastgerät durch diesen Rückschaltvorgang zum Punkt b, c, oder

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irgendeinem anderen Punkt auf der Linie 46 zurückgeführt worden ist, wird der Umsetzer wieder auf den Linienfolgevorgang zurückgestellt. Wenn dieser eingeleitet wird, wird der zuerst vom Abtastgerät erfaßte Punkt so aufgenommen, daß keine großen Unterbrechungen, Lücken oder Rückschaltungen in der endgültig aufgespeicherten Information hervorgerufen werden.

Wenn bei dem Beispiel nach Fig. 5 das Abtastgerät bei Beendigung des Linienfolgevorganges im Punkt h¹ ist, so ist die diesen Punkt wiedergebende Information die jüngste in der PDL. Wird ^ das ^ystem zum Rückschaltvorgang umgestellt und der Schalter 9b danach gedrückt, so wird deshalb das Abtastgerät zum Punkt h bewegt. Die nächste Betätigung des Tasterschalters 9'6 veranlaßt eine Bewegung des Geräts 24 zum Punkt g, die nächste eine Bewegung zum Punkt f und die nächste eine Bewegung zum Punkt e. Dieser Punkt e ist ein richtig aufgenommener Punkt und deshalb wird nach Rückkehr des Abtastgeräts zu diesem Punkt der Linienfolgevorgang wieder eingeleitet. Für diesen Vorgang der Rückführung des Abtastgeräts zum Punkt e ist zu bemerken, daß die vorher aufgenommenen Punkte h, g und f in der PDL gelöscht werden, so daß sie niemals einen Weg zum Streifenlocher 44 und damit zur endgültig aufgezeichneten Information finden.

W Aus Vorstehendem ergibt sich, daß erfindungsgemäß eine für das Rückschalten einer Linienfolgevorrichtung in einem digitalen Umsetzersystem sehr geeignete und zweckmäßige Einrichtung geschaffen wird, die bisher mit dem Auftreten von Zurückschaltungen und Unterbrechungen oder Lücken in der aufgespeicherten oder andersartig gelieferten Information zusammenhängende Probleme löst und fälschlicherweise aufgenommene Punkte beseitigt.

Die Linienfolgevorrichtung kann eine solche sein, die einer graphischen Linie, die mit einer Feder oder einem anderen

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Schreibgeräte gezogen ist, oder einer Kante, wie sie bei einem Husterstiiek oder einer Schablone auftritt, folgt. Im weiteren Sinne des Ausdrucks "Linie" itt eine Kante ebenfalls eine Linie, Insofern umfaßt der Begriff "Linie" in den folgenden Ansprüchen sowohl graphische, mit einem Schreibgerät erzeugte Linien wie auch solche, die von einer Schablonenkante oder dergleichen gebildet- werden.

Patentansprüche;

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   Digitaler Umsetzer, gekennzeichnet durch einen Träger (lO) für ein eine digital darzustellende Linie (22) aufweisendes Werkstück (20), durch ein gegenüber dem Träger (lO) entlang irgendeiner Linie auf dem Werkstück (20) bewegbares Abtast— gerät (24), durch einen das Abtastgerät (24) gegenüber dem Träger (lO) bewegenden Antrieb (30,32) durch eine in Abhängigkeit von Ausgangssignalen des Abtastgeräts (24)

   w arbeitende Linienfolgesteuerung (34), die den Antrieb (30,32) für die Bewegung des Abtastgeräts (24) entlang irgendeiner von diesem festgestellten Linie Energie zuführt, durch mit dem .Abtastgerät (24) verbundene, eine kodierte Darstellung der augenblicklichen Lage des Abtastgeräts (24) in bezug auf das Werkstück (20) liefernde Verschlüssler (35,3(5), durch eine die Verschlüssler (35,3<->) bei Bewegung des Alitastgeräts (24) entlang einer Linie periodisch abfragende Einrichtung (?ö) zur Lieferung von kodierten Darstellungen von mit Abstand zueinander auf der Linie gelegenen Punkten, durch einen mit der Abfrageeinrichtung (7^) verbundenen Informationsspeicher (β4), der in Aufeinanderfolge eine

   k vorgegebene Anzahl dieser abgefragten, kodierten Darstellungen speichert und derart arbeitet, daß er eine gegebene Anzahl dieser Darstellungen aufnimmt sowie danach die in ihm gespeicherte älteste Darstellung bei Empfang jeder neuen Darstellung ausgibt, durch eine Einrichtung (iOO) zum Herausziehen der jüngsten, im Speicher (#4) gespeicherten Darstellung und durch eine AufzeiclmungvS.steueruiig (9-), die in Abhängigkeit von der aus dem Speicher (ü4) durch die Einrichtung (IOO) herausgezogenen Darstellung den Antrieb (30,32) in der. Weise mit Energie versorgt, daß dieser das Abtastgerät (24) zu dem durch die herausgezogene Darstellung angegebenen Punkt bewegt.

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2. 2. Umsetzer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit der Linienfolgesteuerung (3^) und der Aufzeichnungssteuerung (92) verbundene Schalter (SU,90) zum wahlweisen Schalten des Antriebs (30,32) von einem Linienfolgebetrieb, bei dem der Antrieb von der Linienfolgesteuerung mit Energie versorgt wird, zu einem Rückschaltbetrieb,· bei dem der Antrieb von der Aufzeichnungssteuerung (92) mit Energie versorgt wird.
3. 3. Umsetzer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen handbetätigten Rüokschalt-Schalter (98) und eine mit diesem verbundene bei Betrieb des Antriebs (30,32) im Rückschaltvorgang betätigbare Einrichtung zur Steuerung der eine neue kodierte Darstellung aus dem Speicher (84) herausziehenden Einrichtung (lOO), wobei die herausgezogene Darstellung durch die Aufzeichnungssteuerung (92) jedes Mal dann verwendet wird, wenn der Rückschalt-Schalter (9β) in einer vorbestimmten Weise betätigt wird.
4. k. Umsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mit dem Speicher (84) verbundene Aufzeichnungsvorrichtung (44), die die kodierten, vom Speicher bei Empfang neuer Darstellungen ausgegebenen Darstellungen aufzeichnet.
5. 5. Umsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Werkstück (20) flach tragende Träger (l6) eine ebene Fläche hat, daß der Antrieb X- und Y-Antriebsmotoren (32 bzw. 30) zur Bewegung des Abtastgeräts (24) in X- und Y-Koordinatenrichtungen gegenüber dem Träger (l6) aufweist

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   und daß die Verschlüssler aus eineκ X-Verschlüssler (3j) zur Lieferung einer kodierten Darstellung der X-Koordi— natenstellung des Abtastgeräts (24) sowie aus einem Y-Verschlüssler (36) zur Lieferung einer kodierten ■ Darstellung der Y-Koordinatenstellung des Abtastgeräts bestehen, so saß die kodierte Darstellung eines gegebenen Punktes aus einem Paar von kodierten Darstellungen besteht, deren eine eine Wiedergabe der X—Koordinate und deren andere eine Wiedergabe der Y-Koordinate des Punktes ist.
6. 6. Umsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsspeicher (04) Teil eines Allzweckrechners ist.
7. 7. Umsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Steuerpult (12), durch ein mit dem Abtastgerät (24) und dem Steuerpult (12) verbundenes, geschlossenes Fernsehsystem, durch das am Steuerpult ein vergrößertes Bild des die Speicherstelle des Abtastgeräts enthaltenden und umgebenden Teiles des Werkstücks geliefert wird,

   W wobei das geschlossene Fernsehsystem einen Fernsehschirra

   (30) am Steuerpult (12) enthält, auf dem das Bild erscheint
8. 8. Verfahren zum Betreiben einer selbsttätigen Linien— folgevorrichtung mit einem digitalen Umsetzer, gekennzeichnet durch Einstellen einer selbsttätigen Linienfolgevorrichtung mit einem Abtastgerät auf das Verfolgen einer Linie auf einem Werkstück, durch periodisches Abfragen von mit dem Abtastgerät verbundenen Verschlüssler!! zur Lieferung von kodierten Darstellungen von einen Abstand zueinander aufweisenden Punkten auf der zu verfolgenden Linie, durch aufeinanderfolgendes Speichern einer vorgegebenen Anzahl

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   der jüngsten der kodierten Darstellungen, durch Speichern jeder neuen abgefragten kodierten Darstellung nach Speicherung der vorgegebenen Anzahl von kodierten Darstellungen und Entfernen sowie Ausgeben der ältesten gespeicherten Darstellung bei Speicherung einer neuen abgefragten kodierten Darstellung aus dein Speicher, durch beobachten des Ueges des Abtastgeräts, durch Fortsetzen der vorstehend genannten Schritte bis zur Feststellung einer Abweichung des Abtastgeräts von der zu verfolgenden Linie, durch darauf folgendes Unterbrechen des selbsttätigen Linienfolgevorganges, durch Herausziehen jeweils der jüngsten kodierten Darstellung aus dem Speieher in ileihenfolge und Zuführen jeder dieser herausgezogenen kodierten Darstellungen zu einer das Abtastgerät zu dein durch diese kodierte Darstellung wiedergegebenen Punkt zurückschaltenden Vorrichtung, t^:ureh Fortsetzen des Ilerausziehens der jeweils nächst jüngsten kodierten Darstellung und des zugeordneten Zurückschalten des Abtastgeräts, bis dieses zu einen Punkt auf der zu verfolgenden Linie zurückgekehrt ist, und durch anschließendes Einstellen der Linienfolgevorrichtung zum erneuten selbsttätigen Verfolgen der Linie.
9. 9. Verfahren nach Anspruch S, gekennzeichnet durch aufeinanderfolgendes Aufzeichnen jeder der von Speicher als Folge des Einbringens von neuen kodierten Darstellungen in den Speicher ausgegebenen kodierten Darstellungen.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Beobachten des ¥eges des Abtastgeräts mittels eines geschlossenen Fernsehsysteins zwischen dem Abtastgerät und einer davon entfernten Stelle durchgeführt wird, daß ein vergrößertes DiId des die Speieherstelle des Abtastgeräts enthaltenden und umgebenden Teiles des Werkstücks auf einem Fernsehschirm an der vom Abtastgerät entfernt gelegenen Stelle erzeugt wird und daß das iJild auf dein Fernsehschirm überwacht wird.

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