DE2237969A1 - Elektrische kopiersteuerungsvorrichtung fuer bearbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

MESSER GRIESHEIM GMBH

6000 - Frankfurt/Main M(G 6 9

Erfinder: Bertrams

Kennwort: Abtastkopf rait hoher Drehzahl

Elektrische Koplersteuerungsvorrichtung fUr Bearbeitungsmaschine!!

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kopiorsteuerungsvorrlchtuns; für Bearbeitungsmaschine^ insbesondere Brennschneidmasehinen ir.it einem fotoelektrisch eine Linie oder Kante ab'c&stenden Abtastkopf, in dem mindestens ein Bcleuchtungsorgan sowie mindestens eine Abtastfotczelle vorgesehen ist, sowie mit einer der Fotozelle zugeordneten Steuerung zur Umsetzung der Fotozellenausgangssignale in Steuerimpulse für die Antriebsmotoren der Bearbeitungsmaschine.

Bei derartigen, unter anderem durch das deutsche Patent 1 l^jj 911 bekannt gewordenen Kopiersteuer-ungsvorrichtungc.n wird als Funktionsgeber zur Steuerung der Antriebsmotor für Längs- und Quervorschub des V^rorkzeuges ein elektrischer Komponentenze-rj eger verv.'endet, der aus einem Rotor mit einer Wicklung und einem Stator rr.it mehreren Wicklungen besteht.

Die Rotonvicklung wird mit einer - zumeist in einem speziellen Generator erzeugter; - hochfrequenten Wechselspannung von mindestens 400 Hz beaufschlagt» Die Wechselspannung in der

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Rotorwicklung bewirkt durch Induktion eine Wechselspannung gleicher Frequenz in den Statorwicklungen. Die Höhe der jeweils in den einzelnen Statorwicklungen induzierten Wechselspannung und damit die Drehzahl des durch die jeweilige Statorwi.cklung artesteuerten Werlczeug-Vorschubmotors hän,jt von der jeweiligen Winkelstellung der Rotorwicklung, d.h. des Rotors zu den Statorwloklungen ab.

Die feststehenden Fotowidersta'nde der Abtasteinrichtung reagieren auf Helligkeitsunterschiede auf der beleuchteten Verlage - beit^pielsweise bei Abweichungen an der dunklen Linie. oder Kante auf der Zeichnungsvorlago - mit unterschiedlichen Spannungywerten, die über einen Verstärker einem Stellmotor zugeleitet werden, der den oben beschriebenen Rotor des Künponentenzerlegern jeweils in diejenige Winkelstellung relativ zu den Statorwicklungen bringt, die eine Rückstellung der Werkzeuge sowie der Abtastvorrichtung auf die dunkle Linie gewährleistet. Selbstverständlich muß bei dieser Hinrichtung auch ein Soll-Ist-Wertvergleicher vorgesehen nein., der die tatsächlich vom Nachstellrnotor vorgenommene Rotor- , verstellurg mit dem erforderlichen Lage-Soll-Wert vergleicht und eine evtl. Korrektur des Lage-lst-Wertcs ermöglicht.

Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß bei den bisher Üblichen fotoelektrischen Nachführeteuerungen zum Ansteuern des Komponsntenzerlegers (Rotor) ein kompletter separater Regelkreis und darüber hinaus ein Generator erforderlich war, letzterer zur Erzeugung der Hochfrequenzspannung zur Beaufschlagung des Komponentenzerleger-Rotors.

Der primäre Nachteil dieser Regeleinrichtung zum Ansteuern des Komponentenzerlegers ist darin zu sehen, daß sie.naturgemäß mit einer gewissen Trägheit arbeitet. Diese Trägheit ist beispielsweise so hoch, daß eine solche Einrichtung als Naohführsteuerung von Werkzeugen, die mit Vorschüben von 6 m/min

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und mehr arbeiten, nicht mehr brauchbar erscheint. Derartig hohe Werkzeugvorschubgeschwindigkeiten werden heute beispielsweise beim Plasma-Schneiden erreicht.

Schließlich liegt es auf der Hand, daß eine komplizierte Regeleinrichtung mit einer Vielzahl von Regel- und Stellorgnnen, wie sie die beschriebene, bekannte fotoelektrische Nachführsteuerung darstellt, auch entsprechende Störanfälligkeit in sich birgt.

Ferner Rind Kopiervorrichtungan bekannt geworden (she. beispielsweise britische Patentschrift 872 444), die keinen Komponentenzerleger mit dazugehörigem Regelkreis aufweisen und deren Tra'gheitsverhalten gegenüber don oben beschriebenen Vorrichtungen besser ist. Von Nachteil ist ,jedoch, daß bei diesen Einrichtungen innerhalb des Abtastkopfes rotierende Teile (beispielsweise Spiegel) vorgesshcn sind, die von einem Motor kontinuierlich angetrieben-werden. Dadurch wird der Aufbau der Einrichtung, insbesondere des Abtastkopfes aufwendig und kompliziert, wodurch - um Funktionsstörungen zu vermeiden - eine erhöhte Wartung erforderlich ist. Aus diesem Grund haben sich derartige Kopiorvorriolituigen in der Praxis nicht durchsetzen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kopiersteuorvorrichtung zu schaffen, die einerseits eine geringe Trägheit besitzt und andererseits einfach aufgebaut ist.

Die Erfindung besteht darin, daß der Abtastkopf im wesentlichen aus einem drehbaren Hohlkörper besteht, in welchem das Beleuchtungsorgan sowie die Fotozelle angeordnet sind und dessen gegen die abzutastende Linie oder Kante gerichteter Boden eine außermittig angeordnete Durchlaßöffnung für die von der Linie oder Kante reflektierenden Lichtstrahlen

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aufweist und daß der Hohlkörper mit einem während des gesamten AbtastVorgangs den Hohlkörper mit hoher Drehzahl drehenden Motor in Verbindung steht.

Durch die Erfindung wird ein besonders einfacher Aufbau des Abtastkopfes erreicht, da dieser nur aus wenigen Bauteilen besteht. Ein bisher bei Kopiervorricntungen vorhandener Resolver sowie zwischen Abtastkopf und Motor angeordnete» Getriebe ist nicht erforderlich.

Darüber hinaus wird durch die kontinuierlich hohe Drehzahl des Motors und damit des Abtastkopfes in Verbindung mit der außermittig angeordneten Lichtstrahldurchlaßöffnung ein sich mit der gleichen Drehzahl in einer Kreisbahn über die Vorlage (Zeichnung) bewegender Lichtfleck erzeugt. Dieser Lichtfleck überfährt die auf der Zeichnung befindliche Linie und es werden durch die dabei entstehenden Helligkeitsunterschiede in ihrer Lichtintensität verschiedene Lichtstrahlen durch die Einlaßöffnung im Abtastkopf auf die Fotozelle reflektiert. Bei jedem überfahren der Linie durch den Lichtfleck wird also auch von der Fotozelle ein Signal erzeugt, vrelches einer nachfolgend noch näher beschriebenen Steuerung zugeführt wird. Aufgrund der hohen Drehzahlen werden pro Zeiteinheit eine Vielzahl von Signalen erzeugt, wodurch die Genauigkeit der Abtastung sowie das Trägheitsverhalten der Steuerung weiter verbessert wird. Die Aneinanderreihung der Fotozellenausgangssignale und die dadurch erzeugten Steuersignale für die Antriebsmotor erfolgt in so kurzer Zeit, daß - obwohl die Signale impulsweice erzeugt werden - (Digitalsignale) eine nahezu kontinuierliche (analoge) Steuerung der Motore zum Bewegen des Werkzeuges erfolgt. Ferner kann durch die Erfindung die bei anderen Koplersteuerungsvorrichtungen erforderliche Vorlaufeinstellung entfallen, insbesondere deshalb, weil die Signalfolge so hoch ist.

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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Hohlkörper als Zylinder ausgebildet ist. Hierdurch wird eine besonders einfache HerstelDung möglich.

Im einzelnen wird bezüglich der Befestigung von Zylinder und Motor vorteilhaft vorgeschlagen, daß der Zylinder über eine in der Mitte des Zylinderbodens befestigte Hohlwelle mit der Achse des Schnellaufenden Motors in Verbindung steht. Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, daß in der Hohlwelle der Abtastfotowiderstand angeordnet werden kann. Durch diese Maßnahme wird vorteilhaft erreicht, daß die vom Abtastfotowiderstand abgehenden Leitungen durch die Hohlwelle hindurch mit der Steuerung verbindbar sind. Die bisher bei bekannten Einrichtungen erforderlichen Schleii'ringkontakte können vorteilhaft entfallen. .

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der drehbare Zylinder von einem feststehenden Zylinder umgeben. Dieser feststehende Zylinder dient zum Schutz und gleichzeitig zur Aufnahme von Signal- und Inipulsfotowiderständen, welche in Verbindung mit im drehbaren Zylinder angeordneten Lichtdurchlaßöffnung - zur Synchronisation und Beeinflussung der Steuerung der Antriebsmotor dienen«,

Bezüglich des mit dem drehbaren Zylinder verbundenen Motors wird erfiLdungsgemäß vorgeschlagen, daß als Motor ein Schnellläufer vorgesehen ist mit einer Drehzahl von etwa ICh000 bis 70*000, vorzugsweise mit einer Drehzahl von etwa 12,000 bis 30.000 U/min.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Äbtastfotowiderstand mit einer dem Motorkreis der beiden Antriebsmotore zugeordneten Schalteinrichtung verbunden. Dadurch wird erreicht, daß vom Signal des Abtastfotowiderstar.des über die Schalteinrichtung die Antriebsmotor^ kurzzeitig aktivierbar sind,

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Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführongsbeisplels unter Bazugnahme auf die Zeichnung sowie unter Hinweis auf weitere besonders vorteilhafte Merkmale der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen veranschaulicht

Fig. 1 - eine Brennsohneidroasohine mit der erfindungsgemfcßen elektrischen Kopiersteuerungseinrichtung

Fig. 2 - eine schematisohe Darstellung der erfindungsgeniißen Kopiersteuerungseinrichtung

Fig. } - ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2

Fig. h - ein elektrisches Blockschaltbild

Fig. 5 - Sigiialplan

Fig. 6 - ein Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 2.

Die in Fif% 1 mit 10 bezeichnete Brennschneidmaschine weist einen Längswagen 11 mit einem Auslegerarm 11' auf. Der Länp^swagen 11 ist auf zwei Längsbahnen 12, 13 verfahrbar (Motor Ik) angeordnet.

Zwischen den Längsbahnen 12, 13 liegt auf einem Tisch 15 das zu schneidende Blech 16 und auf einem unterhalb des Auslegearms 11' angeordneten verfahrbaren Schablonentisch 17 die abzutastende Zeichnungsvorlage. An dem Längswagen 11 ist ein Querwagen 13 vorgesehen, der einen Antrieb"19 aufweist für die Querbewegung des Wagens i3 mit einer elektrischen Kopiersteuerungsvorrichtung 20 sowie der a.m Längswagen 11 -/crschiebbar befestigten Brennerwagen 21 bis 2k. Die Brennerwagen 21

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bis 24 sind über die Schubstange 25 mit dem Querwagen 18 und somit mit der elektrischen Kopiersteuerungsvorrichtung 20 mechanisch fest verbunden·

Der AufOHU der erfindungsgemäßen Kopiersteuerungsvorrichtung 20 ist in Fig. 2 veranschaulicht.

Erfindung gemäß besteht bei der Kopiersteuerungsvorrichtung der Abtastkopf im wesentlichen aus einem drehbaren Hohlkörper JO, beispielsweise aus Leichtmetall oder Kunststoff, in welchem das Beleuchtungsorgan 31» beispielsweise eine Lampe oder eine Gallium-Arsenid-Diode, sowie die Abtastfotozelle 32 angeordnet sind. Ferner weist der gegen die abzutastende Linie 33 gerichtete Boden 34 des Hohlkörpers 30 eine außenmittig (Maß A in Fig. 2) angeordnete Durchlaßöffnung 34' für die Lichtstrahlen und ferner eine Einlaßöffnung 35 für die von der Linie 33 reflektierenden Lichtstrahlen auf. Gemäß der Erfindung ist weiterhin der Hohlkörper 30 mit einem während des gesamten Abtastvorganges den Hohlkörper 30 mit hoher Drehzahl drehenden Motors 36 verbunden.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist vorteilhaft die Durchlaßöffnung 34' als Rechteck ausgebildet, dessen längere Seitenkanten 37 # 38 etwa parallel zu einer gedachten Verbindung 39 zwischen Bodenmitte 40 und einem Punkt 41 am Bodenumfang 42 verläuft«

Beim AusfUhrungsbeispiel ist der Hohlkörper 30 als Zylinder mit Kreisquerschnitt ausgebildet. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Massenkräfte und dergleichen, sowie auf Lagerung des Hohlkörpers im Abtastkopf und Herstellung besonders vorteilhaft. Es ist selbstverständlich aber auch möglich, als Hohlkörper einen Zylinder mit einem anderen Querschnitt oder einen nicht zylindrisch ausgebildeten Rotationskörper zu verwenden.

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Der Zylinder 30 1st über eine vorzugsweise in der Mitte dec Zylinderbodens 34 befestigte Hohlwelle 43 mit der Achse des schnellaufenden Motors 36 verbunden. Bevorzugt ist auch die Achse des Motors 44 als Hohlwelle gefertigt und derart verlängert ausgebildet, daß die Befestigung des Zylinders am Motor 36 ohne Zwischenhohlwelle möglich ist. Diese Anordnung ist in Fig. I dargestellt.

In der Hohlwelle 43 ist im der Vorlage 33' zugewandten Bereich der Abtastfotov/iderstand 32 angeordnet, dessen Lichteinfallöffnung np.ch unten zur Linie 33 zeigt; zwischen Fotowiderstand 32 und Linie 33 ist in der Hohlwelle 43 ferner eine Linse 45 befestigt. Es ist ferner möglich, in der Durchlaßöffnung 34' ebenfalls eine Linse vorzusehen.

Es ißt selbstverständlich auch vorteilhaft möslich, in der Hohlwelle 43 das Beleuchtungsorgan 3I und innerhalb des
Hohlkörpers 30 den Abtastfotcwider.itand 32 einzuordnen.

Der drehbare Zylinder 30 ist von einem feststehenden Zylinder 46 umgeben. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind im Mantel des drehDaren Zylinders zwei Licht-iurchlaBöffnungen 48, 49 vorgesehen, die im gleichen Mantelbereich Jedoch gegeneinander in der Höhe versetzt sind (Kaß B in Fig. 2).

Jeder öffnung 48, 49 ist ein im feststehenden Zylinder 46 befestigter Signalfotowiderstand 53 (öffnung 48), Irrpulsfotowiderstände 54 und 55 (öffnung 49) zugeordnet.

Unter Fotowiderstand (32, 53, 54, 55) werden gemäß der Erfindung Bauelemente verstanden, die bei ändernden Lichtverhältnissen ein Signal abgeben.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Fotowiderstände 32, 53, 54 und 55 mit einer Steuerung 60 für die Antriebsmotcre 14 und 19 verbunden.

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Gemäß Fig. 4 weist die Steuerung 60 eine dem Motorkreis 61 bzw. 62 zugeordnete Schalteinrichtung 63, die mit einer elektrischen Ver^orgungseinheit 64 sowie unter Zwischenschaltung einer Rechts-/Links-Laufvorrichtung 65 und einer Signalvorrichtung 66 mit den im Abtastkopf 30 angeordneten Fotozellen 32, 53, 54 und 55 verbunden, ist.

Der Motor-kreis- 6l besteht aus einem Transformator 67, dessen Ausgang mit einer Gleichrichterbrückenschaltung 68 verbunden ist. Die Brückenschaltung 68 enthält vier Gleichrichterdlo~ den 69, die Fsld'-d.nlcel 70, 71* sowie den Motor 14.

Der Motorkreis 62 ist in gleicher Weise wie der Motorkreis 6l ausgebildet und enthält einen Transformator 72 sowie eine Brücken.·; c hai tang 73 mit Dioden 74, Feldwicklungen 75, 76 und dem Motor 19.

Jede der Feldwicklungen 70, 71» 75 und 76 ist über Leitungen 77, 78, 79 bzw. 80 sowie eines Integrators 140, 141, 142, 143 mit einer innerhalb der Schalteinrichtung 63 vorgesehenen Torschaltung 8l, 82, 83 bzw. 84 verbunden. Die Torschaltungen 8l, 82, 83 und 84 sind gleich ausgebildet und bestehen im wesentlichen aus einem Transistor 85 sowie Widerständen 86 zur Festlegung des Arbeitspunktes des Transistors. Die Basis 87 jedes Transistors 85 ist über einen Spannungsteiler 88 mit einem UND-Glied 89 und über eine Eingangsleitung 90 bzw. 9J bzw. 92 bzw. 93 mit der elektrischen Versorgungseinheit 64 verbunden.

Die elektrische Versorgungseinheit 64 besteht aus einem Sinusgenerator 94 (vorzugsweise 400 Hz-Generator), welcher über einen Phasenschieber 96, eine Gleichrichterbrücke 97 und eine Ausgangsleitung 98 mit den Eingangsleitungen 90, 91 der Toschaltungen 81,"82 verbunden ist.

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Ferner ist die Ausgangsleitung S8 mit einem Phasenschieber verbunden, dessen Ausgang 100 mit den Ein^angsleitungen 92, 93 der Torschaltung 83, 84 in Verbindung steht.

DarUberhinaus ist die elektrische Versorgungseinheit 64 erfindungsgemäß mit dem schnellaufenden Motor 56 verbunden. Zwischen Sinusgenerator 9h und Motor Z>6 ist eine Synchronvorrichtung vorgesehen. Die Synchronvorrichtung 101 besteht aus einem Phasenvergleicher 102, dessen erster Eingang 10? über eine Verbindung 104 an den Ausgang des Sinusgenerator^ 94 und dessen zweiter Eingang 105 über einen Verstärker 106 an den Signalfotowiderstand 53 angeschlossen ist. Durch diese Synchronvorrichtung 101 wird vorteilhaft erreicht, daß die Rotation des Abtäctkreises synchron mit cer Steuerfrequenz (Frequenz der den Feldwicklungen zugeführt en Spiuinungen) 1st.

Den UND-Cliedern 89 der Schaltungseinrichtung 63 ist die Signalvorrichtung 66 sowie die Rechtn-y/Links- Lauf verrichtung zugeordnet.

Die Signalvorrichtung 66 weist ein^n der Abtastfctozelle J>2 zugeordneten Verstärker 107 auf, welchem ein Trisrer 108, ein getaktet<2S Flip-Flop Io9# ein Schröter 110 sowie ein Multivibrator 111 nachgeschaltet ist. Der Ausgang 112 des Multivibrators 111 ist mit dem einen Eingang der LKD-Glleder 89 verbunden.

Die RechtsVLinks-Laufvorrichtung 65 besteht aus den Impulsfot©widerständen 54, 55, die über einen Verstärker 114 bzw. 115 mit einem Trigger II6 bzw. 117 den Hingängen II8 bzw. II8¹ eines RS-Multlvibrators 119 zugeordnet sind. Der Ausgang 120 des Kultivibratcrs II9 ist mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes 39 der Torschaltung 82 verbunden. Ferner ist dem Ausgang 120 und 121 ein Phasenschieber 12J und noch ein P*S-Multivibrator 124 zugeordnet. Der Ausgang 125 des

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RS-Multivibrators 124 steht mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes 39 der Torschaltung 8jJ und der Aufgang 126 mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes 89 der Torschaltung 84 in. Verbindung.

Der konstruktive Aufbau der oben beschriebenen Bauteile ist an sich bekannt und schematisch innerhalb der einzelnen Blöcke dargestellt. Im Nachstehenden werden - als Beispiel die Bezeichnungen angegeben, .unter welchen die beschriebenen Bauteile im Handel erhältlich sind:

UND-Glied	89
Sinusgenerator	94
Gleiohrichterbrücke	97
Phasenvergleicher	102
Trigger	108
IK Flip-Flop	IO9
Multivibrator	111
Trigger	116 117
RS-Multivibrator	119 124

- SN 7408 N, Texas Corp. USA

- MC 4024, Motorola, USA

- DB 580/500-8,5, Texas Corp., USA

- MC 4044, Motorola, USA

- SN 7413 N, Texas Corp., USA

- SN 7473 N, Texas Corp., USA

- SN 7473 N, Texas Corp., USA

- SN 7413 N, Texas Corp., USA

- SN 7^00 N, Texas Corp., USA

Aus der oben angeführten Beschreibong ist zu entnehmen, daß die Steuerung vorteilhaft aus handelsüblichen elektronischen und elektrischen Bauteilen aufgebaut ist, wodurch sich gegenüber bisherigen Steuerungen ein einfacher und wirtschaftlicher Aufbau ergibt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung wird anhand der Fig. 3 und 4 in Verbindung mit den in Fig. 5a 1 und 6 dargestellten Signalverlaufen beschrieben. In Fig. 5a wurden dabei jeweils auf den Ordinaten die Besugszeichen der Leitungen bzw. Ausgänge angegeben, bei denen der veranschaulichte Signalverlauf vorhanden ist. Dabei vfird davon ausgegangen, da3 der Motor 14 die Bewegung in Längsrichtung

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(Y-Richtung) bewirkt, wobei die erregte Feldwicklung 70 einen Linkslauf (entspricht +Y-Richtung) und die erregte Feldwicklung 71 einen Rechtslauf (entspricht -Y-Richtung) hervorruft. Der Motor I9 dient zur Bewegung in Querrichtung (X-Richtung), wobei für den Linkslauf (entspricht +X-Richtung) die Feldwicklung 75 und für den Rechtslauf (entspricht -X-Richtung) die Feldwioklunc 76 erregt wird·

Ferner wird davon ausgegangen» daß vom Sinusgenerator 94 in Verbindung mit der Synchronvorrichtung 101 der Motor 36 und somit der Zylinder 30 mit einer Drehzahl von 24.000 U/mir, (entspricht 400 Hz) gedreht wird. DarUberhinaus werden vom Sinusgenerator 94 über die Phasenschieber 96, 99 zwei um 90 phasenverschobene Spannungen mit einer Frequenz von 400 Hz (she. Fig. 5a und b) erzeugt. Die Spannungen liegen an der Basis 87 der Transistoren 85 an (she. Fig. 4), wobei durch entsprechende Auslegung der Widerstände 86 auch bei anliegender Basisi-pEiinunG die Transistoren 85 gesperrt Rind.

DarUberhinaus wird davon ausgegangen, daß in Ausgangsstellung; der drehbare Zylinder 30 und der feststehende Zylinder 46 gegenüber den in Fig. 2 dargestellten Koordinatoren, wie in Fig. 6 veranschaulicht, positioniert sind.

Die Erzeugung der Sicnale für die Antriebsmotoren 14 und 19 wird der Einfachheit halber nur für eine Umdrehung des Zylinders JO beschrieben und für eine Linie 33, die im Punkt 130 in einem Winkel I3I zu 3O⁰ gegenüber der +X»Koordinato 132 und in einem Winkel 133 von 60° gegenüber der +Y-Koordinate 134 verläuft (she. auch Fig. 2 und 5).

Zur Zeit TO befindet sich die Llchtdurchlaßöl'fnunß 43 im Zylinder 30 gegenüber dem im feststehenden Zylinder 46 befestigten Signulfotowiderstana 53 (vrelcher zur Rcohts-/Links-Laufvorrichtung zählt) und es wird ein Signal erzeugt,

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welches über den Verstärker 114 und den Trigger il6 dem Eingang Il8 des RS-MuItivibrators 119 zugeführt wird, wodurch dieser am Ausgang 120 von 0 auf L umkippt und das in Fig. 4c veranschaulichte Signal abgibt. Ausgang 121 (Fig. 5d) bleibt auf O₁ also kein Signal am UND-Glied-Eingang von Torschaltung 82.

Das Signal wird vom Ausgang 120 über Leitungen zu dem Einsang des UND-Gliedes 89 der Torschaltung Sl geleitet. Ferner wird das Signaü. über den Phasenschieber 123, welcher das Signal um 90° in der Phasenlage verschiebt, dem HS-Multivibrator 124 zugeführt, wodurch dieser vom Ausgang 125 von 0 auf L umkippt und das in Fig. f?e dargestellte Signal abgibt. Dieses Signal wird dem Eingang des UND-Gliedes 89 der Torschaltung 83 zugeführt. Ausgang 126 des Multivibrators 124 gibt kein Signal ab; UND-Glied-Eingang der Torschaltung 84 erhält kein Signal' (Fig. 5f).

Bei^Drehung des Zylinders 30 in Pfeilrichtung 135 steht zur Zeit die Lichtdurchlaßöffnung 34' über dem Punkt I30 der Linie 33 und vom Abtastfotowiderstand 32 wird aufgrund der sich ändernden Intensität der reflektierenden Lichtstrahlen ein Impuls abgegeben.

Dieser Impuls wird über die Signalvorrichtung 66 umgeformt und zwar wird der Impuls zuerst verstärkt und über den Trigger 108 in ein Signal umgeformt, welches dem Eingang I36 des Flip-Flop 109 zugeführt wird. Dadurch kippt dieses von 0 auf L um und es entsteht am Ausgang 137 des Flip-Flop 109" ein Signal, welches über den Schalter 110 dem Multivibrator zugeführt wird, wodurch dieser umkippt. Das Ausgangssignal (Fig. fg) des Multivibrators wird über Leitung 112 den UND-Gliedern 89 der Torschaltungen Sl bis 84 zugeführt . Nach einer am Multivibrator Ul einstellbaren Zeit TA (Fig. 5g) kippt der Multivibrator 111 wieder in Nullstellung.

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Daraus ergibt sich, daß beide Einsänge der UND-Glieder 69 der Torschalt-ngen 8l und 83 mit einem Signal beaufschlagt wordsn, wodurch das UND-Glied durchgesteuert und ein Signal abgegeben wird. Durch dieses Signal wird in Verbindung mit dem Spannungsteiler 83 in der Torschaltung 8l und 83 das Basispcbential der Transistoren kurzzeitig angehoben, wodurch diese leitend wurden und die zur Zeit Tl vorhandene Spannung über dem Integrator l40, 142 (Speicherung im Integrator ca. 0,002 s) der FeIJ-wicklung 70 (Spannung gemäß Fig. 5a) bzw. der Feldwicklung 75 (Spannung gemäß Fig. 5b) zugeführt wird.

Die Größe der den Feldwicklungen zugeführten Spannung (she. Fig. 5a/b) bewirkt, daß die Erennerwagen 21 bis 24 in eine Position gefahren werden, welche dem Punkt I30 auf der Linie 33 entspricht, Ubsr die Schubstange 25 wird gleichzeitig auch der Abtastkopf in diese Position gefahren.

Bei Weiterdrehung des Zylinders 30 steht zur Zeit T2 die Durchlaßöffnung 43 gegenüber dem ir.i feststehenden Zylinder 46 angeordneten Iwpulsfotowiderotand 55 der Rcchts-ZLinks-Lauf Vorrichtung 65. Der Irnpulsfotov/iderctand 55 gibt das Signal ab, welches über den Verstärker 114, II5 und den Triggor II6, 117 dem Eingang II8, II8' des RS-MuItivibrators II9 zugeführt wird. Durch das Signal wir-i der Ausgang 121 des MuIt:.-vlbrators II9 von 0 auf L gekippt, während gleichzeitig der Ausgang 120 von L auf 0 umkippt (she. auch Fig. 5a und d).

Ferner ist über den Phasenschieber 123 und dem RS-KuItivibrator 124 der Aungang 125 von 0 auf L bzw. der Ausgang 126 von L auf 0 gekippt worden (she. auch Fig. 5© und f)·

Durch die Reohts-/Links-Laufvorr.ichturis 65 wird also ir. Verbindung mit den UND-Gliedern 89 bestimmt, welche der Feldwicklungen 70, 71, 75 und 76 der Motore 14 und 19 erregt v/erden.

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Bei Weiterdrehung des Zylinder? 30 wird zur Zeit T3 (Durchlaßöffnung 3V steht über Linde 33) von der Abtastfotozelle 32 ein Impuls abgegeben. Dieser Impuls wird jedoch nicht an den moncstabilen Multivibrator 111 weitergegeben, da dieser über den Schalter 110 nur mit dem Ausgang IO91 des Flip-Flop 109 verbunden ist. Wird dagegen der Ausgang 109b über den Schalter 110 rnit dem Multivibrator 111 verbunden, so wird der zur Zeit T2 entstehende Impuls unterdrückt und der zur Zeit T3 erzeugte Impuls weitergegeben. Durch den Schalter ist es vorteilhaft möglich, die Vorschubeinrichtung von Werkzeug und Abtastkopf einzustellen und zwar: Schalter an·. Ausgang 109a Vorschubeinrichtung Pfeil C in Fig. 6; Schalter am Ausgang 109b Vorschubeinrichtung Pfeil D in Fig. 6.

Wird der Zylinder 30 von T3 nach Tl weitergedreht, beginnt der Vorgang von Neuem. Unter der Voraussetzung, daß der Verlauf der Linie 33 sich niht ändert, findet der oben beschriebene Vorgang 400 Kai pro Sekunde statt (400 Hz).

Die Bewegung, die der Abtastkopf ßemäß unserer Erfindung über die abzutastende Zeichnung ausführt, ist mit dem Verschieben der Lineale einer Zeichenmaschine zu vergleichen.

Ändert sich dagegen der Verlauf der* Linie und zv?ar wie in Fig. 5 ε-strichelt angedeutet (Winkel 137 = 60° gegenüber +X-Achse; Winkel I38 = 30° gegenüber -Y-Achse), so ist zur Zeit T4 (Durchlaßöffnung 34' ist gegenüber gestrichelter Linie angeordnet) folgender Zustand erreicht (she. Fig. 5a und g): Ausgang 121 des Multivibrators II9 und Ausgang 125 Multivibrators 124 ist auf L gekippt. Durch den Impuls dor Abtastfotozells 32 wird vom Multivibrator 111 zur Zeit Ϊ4 ein Signal (Leitung 112) abgegeben. Die UND-Glieder 89 der Torschaltungen 82 und 33 sind durchgesteuert und die Feldwicklung 71 bzw. 75 wird erregt. Feldwicklung 71 wird mit einer integrierten Spannung gemäß Fig. 5a und Feldwicklung 75

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mit einer integrierten Spannung gemäß Fig. 5b zur Zeit T^'ibeaufschlagt.

Durch die hohe Drehzahl wird pro Sekunde eine Vielzahl (beispielsweise 400) von Signalen erzeugt, so daß, obwohl dia Signalerzeugung digital ist, eine nahezu kontinuierliche (analoge) Drehzahl der Motoren erreicht wird.

Mit der im AusfUhrungsbeispiel beschriebenen Steuerung 60 1st auch eine Einstellung des Verlaufs vorteilhaft möglich und zwar durch Phasenverschiebung (Phasenschieber 96, 99) der In Fiß. 5 a und b veranschaulichten Spannungen ·

Beim AusfUhrungsbeispiel werden die Synchroneinrichtungen und auoh die Links-/Reohts-Laufvorrichtungen über gesonderte Fotozellen gesteuert*. Es ist Jedoch auoh rauglich, durch das Signal der Fotozelle 5J5 der Synchroneinriohtung 101 unter Zwischenschaltung von Phasenschiebern die Links-/Reohts-Laufvorrichtung 65 zu steuern.

Ferner ist es gemäß der Erfindung vorteilhaft möglich, als schnellaufenden Motor ?6 einen Hailplattenmotor zu verwenden, wie er beispielsweise von dor Firma Siemens vertrieben wird. Durch di<3 Verwendung dieses Motors können die Fotozellen 53# 54, 55 vorteilhaft entfallen, da die erforderlichen Steuersignale direkt von den Hallplatten abgenommen und Über Phasenschieber und Verstärker der Synchroneinriohtung 101 bzw. der Llnks-ZRechtG-Laufvorrichtung 65 zugeführt werden können.

DarUberhinaus ist es vorteilhaft möglich, als schnellaufenden Motor 36 einen Druckluftmotor einzusetzen. Diese Motoren sind besonders in Bezug auf ihre kleine Baugröße sowie die hohen Drehzahlen (bis 70.000 ü/inin) vorteilhaft.

- Be/ßn -

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Claims (12)

1. Patentansprüche

   1·/ Elektrische Kopierst'euerungsvorrichtung für Bearbeit-ungsmaschinen, insbesondere Brerinschneidmaschinen, mit einem fotoelektrisch eine Linie oder Kante abtastenden Abtastkopf, in dem mindestens ein Beleuchtungsorgan sowie mindestens eine Abtastfotozelle vorgesehen ist, sowie mit einer der Fotozelle zugeordneten Steuerung zur Umsetzung der Fotozellenausgangssignale in Steuerimpulse für die Antriebsmotoren der Bearbeitungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkopf im wesentlichen aus einem drehbaren Hohlkörper (30) besteht, in welchem das Beleuchtungsorgan (51) sowie die /.btastfotozelle (32) angeordnet sind und dessen gegen die abzutastende Linie oder Kante gerichteter Boden (34) eine außenmittig angeordnete Durchlaßöffnung (34¹) für die Lichtstrahlen und ferner eine Einlaßöffnung (35) für die von der Linie oder Kante reflektierenden Lichtstrahlen aufweist, und daß der Hohlkörper (20) mit einem während des gesamten Abtastvorganges den Hohlkörper mit hoher Drehzahl drehenden Motor (36) in Verbindung steht,
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnung (3²I¹) aiii Rechteck ausgebildet ist, dessen längere Seitenkanten (37# 38) etwa parallel zu einer gedachten Verbindung (39) zwischen Bodenmitte (40) und einem Punkt (41) am Bodenumfang (42) verläuft.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichinet, daß der Hohlkörper (30) als Zylinder ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (30) über eins vorzugsweise in der Mitte des Zylinderbodens (3^) befestigte

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   Hohlwelle (4;5) mit der Achse (44) den eohnellaufendtn Motors (36) :in Verbindung steht.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlwelle (43) der Abtastfotowiderstand (32) angeordnet ist, welcher die von der Zeichnung reflektierten Lichtstrahlen aufnimmt.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüohe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Zylinder (30) von einem feststehenden Zylinder (46) umgeben ist.
7. 7. Vorrichtung nach ein,em der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (4?) des drehbaren Zylindern (30) mindestens eine Lichtdurchlaßöffnung (48) vorgesehen ist, der ein im Mantel des feststehenden Zylinders (46) befestigter Signalfotowiderstand (53) zugeordnet 1st.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7# dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (47) des drehbaren Zylinders (46) zwei Lichtdurchlaßöffnunßen (48, 49) vorceeehen sind, die im gleichen Mantelbereich gegeneinander in der Höhe versetzt angebracht sind und daß den öffnungen (48,49) ein im feststehenden Zylinder (46) befestigter Signalfotowiderstand (53) bzw. Impulsfotowiderstand (54, 55) zugeordnet s
9. 9· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor (36) ein Schnelläufer vorgesehen ist, mit einer Drehzahl von etwa 10.000 bic 70.000, vorzugsweise mit einer Drehzahl von etwa 12.000 bis 3O.OOO Umdrehungen pro Minute.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastfotowiderstand (32) mit einer dem Motorkreis (6l, 62) der beiden Antriebsmotor© (3.4, 19)

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    zugeordneten Schalteinrichtung (63) in Verbindung steht, so daß die Antriebsraotoren (14, 19) kurzzeitig aktivierbar Bind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch äO, dadurch gekennzeichnet,'daß die Schalteinrichtung (63) jeder Feldwicklung (70, 71* 75# 76) der Antriebsmotore (14, 19) zugeordnete Torschaltungen (81 bis 84) aufweist, die als Schaltglied einen Transistor (85) aufweist, dessen Basis (87) mit einem UND-Olied (89) in Verbindung steht.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch .10 oder 11, daduroh gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung bzw. die Torschaltungen (81 bis 84) Über eine Signalvorrichtung (66) mit der Abt as t fotozelle (32) und mit einer Vorrichtung (65) zur Festlegung von Reofcts- bzw. Links-Lauf der Antriebsmotore (14, 19) in V€;rbindung steht.

    13· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebsmotore (14, 19) sowie der Schnellläufer (36) mit einer elektrischen Versorgungscinheit (64) in Verbindung stehen und daß zwischen Schnellaufvr (36) und elektrischer Versorgung (64) eine Synchronvorrichtung (101) vorgesehen ist, die mit einem Signalfotowiderstand (53) iro feststehenden Zylinder (46) verbunden ist«,

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    - Be/an -

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