DE2256476A1

DE2256476A1 - Signal-generator fuer die erzeugung von istwertimpulsen fuer die steuerung der anschlaglehre einer papierschneidemaschine

Info

Publication number: DE2256476A1
Application number: DE2256476A
Authority: DE
Inventors: Robert William Vail; Joseph Charles Widmont
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FR2163006A5; US3738504A; GB1390546A; IT969467B; CA975859A; JPS4863178A

Description

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

ABBESTRASSE 20 · TELEFON 83 45 30

15. November 1972 DroJ/Ha Meine 'Akte: 21-39

NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION, 600 Grant Street, Pittsburgh, Pennsylvania 15219 (USA)

Signal-Generator für die Erzeugung von Istwertimpulsen füröie Steuerung der Anschlaglehre einer Papierschneidemaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Signal-Generator für die Erzeugung von Istwertimpulsen für die Steuerung der Anschlaglehre einer Papierschneidemaschine, deren Anschlaglehre mittels einer motorisch reversibel drehbaren Führungsschraube verschoben wird.

Zweck der vorliegenden Erfindung.ist es, bei einem digitalen Steuerungssystem für die Anschlaglehre einer Papierschneidemaschine einen Signal-Generator zu schaffen, mit welchem ein Summenzähler betrieben werden kann, dessen gespeicherter Wert dann einem Vergleich mit dem Soll-Wert unterzogen werden kann, wobei dieser Vergleich dann die Gründlage für die Bildung des Steuersignales bildet.

309822/0343 - 2 -

2256A76

Summenzähler sind Ln der Industrie sehr häufig verwendete Geräte, die ausserordentlich zuverlässig arbeiten und in der Anschaffung billig sind. Durch die Verwendung eines solchen Summenzählers kann die Steuerungsanlage sehr zuverlässig im Betrieb und billig in der Anschaffung werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen sehr einfachen und zuverlässigen und daher auch preiswerten Signal-Generator für die Erzeugung von Istwertimpulsen zu schaffen, mit denen ein Summenzähler gespeist werden kann .

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei im Strahlengang einer Lichtquellen-Phototransistoren-Anordnung angeordnete transparente, mit Steuermarkierungen versehenen Scheiben, die untereinander durch ein Getriebe gekoppelt sind und von denen die eine mit der Führungsschraube gekoppelt ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch eine achsgleich mit der Funrungsschraube angeordnete und an diese gekoppelte Eingangswelle, auf der die beiden transparenten Scheiben achsgleich angeordnet sind, und zwar

I. die erste transparente, mit Markierungen versehene Scheibe fest gesichert auf der Eingangswelle für eine Rotation in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse dieser Welle, wobei diese in einem Ringgebiet mit einheitlichem Radius von der Scheibenmitte (Achse) ringsherum undurchsichtige Markierungen in Form von einheitlich im Abstand vorgesehenen Streifen trägt, II.die zweite transparente, mit Markierungen versehene Scheibe, welche frei drehbar auf die Welle der ersten

■ - 3 30982 2/ Ü 3 4 3

Scheibe montiert ist in einer Stellung axial gegenüberliegend der ersten transparenten mit Markierungen versehenen Scheibe, wobei diese Scheibe ringsherum nebeneinander in gleichen Winkelabständen angeordnete undurchsichtige .Binärcodemuster aufweist, von denen jedes in Beziehung steht zu einer unterschiedlichen Schlüss,elkontrollstellung in dem ganzen Bereich der Longitudinalstellung in dem gesamten Bereich der Longitudinalbewegung der Anschlaglehre und durch ein Getriebe, über welches die zweite transparente mit Markierungen versehene Scheibe in reduzierter Rotationsbeziehung relativ zu der ersten Scheibe steht sowie durch eine Lampe, welche an einer Seite der ersten und zweiten transparenten, mit Markierungen versehenen Scheibe angeordnet ist und ein Paar von photoelektrischen Aufnehmeranordnungen, welche an der anderen Seite der ersten und zweiten transparenten, mit Markierungen versehenen Scheibe im Strahlengang der Lampe angeordnet sind, wobei eines von den Phototransistorengebilden Binärcode-Signale abgibt, welche in wechselseitige Beziehung gesetzt sind zu den Schlüsselsteuerstellungen der Papierschneidemaschine-Anschlaglehre ,im gesamten Bereich der Längsbewegungsmöglichkeit und wobei das andere von den Phototransistorgebilden Impulssignale erzeugt, die in Beziehung gesetzt sind zu den zusätzlichen Änderungen in der Stellung der,Anschlaglehre der Papierschneidemaschine in Längsbewegungsintervallen unmittelbar angrenzend an die Schlüsselsteuerstellungen der Anschlaglehre,

Das Steuersystem einer Papierschneidemaschine ist also mit dem Signalgenerator der Erfindung versehen, um ein zusammengesetztes Lagen-Rückkopplungssignal in einem

309822/0343

• _ 4 -

geschlossenen Steuerkreis einer Anschlaglehrenvorrichtung einer Papierschneidemaschine zu erzeugen. Der Signalgenerator ist durch die Anschlaglehrenführungsschraube frei von Eingangsschlupf- bzw» -spiel angetrieben und umfaßt im wesentlichen ein Paar transparenter, mit Markierungen versehener Scheiben, von denen jede mit einer Lichtquelle und mit einer unterschiedlichen Anordnung von Phototransistor-Lichtdetektoren zusammenarbeitet. Eine der mit Markierungen versehenen Scheiben ist direkt durch die Anschlaglehrenführungsschraube gedreht und hat einheitlich nebeneinander angeordnete undurchsichtige zusätzliche Stellungsmarkierungen, welche zwischen der Lichtquelle und einer zusammenwirkenden Phototransistorschaltung hindurchlaufen, um zusätzliche Stellungswechselzählimpulse zu erzeugen. Die andere transparente mit Markierungen versehene Scheibe in dem Signalgenerator ist mit ringsherum nebeneinander angeordneten undurchsichtigen Gebieten versehen, welche periodisch aufeinanderpassen mit der Lichtquelle und mit der anderen Phototransistoranordnung, um binär gekodete Informationssignale zu erzeugen, welche Schlüsselsteuerstellungen anzeigen, welche an ausgesuchten Intervallen des gesamten Bewegungsbereiches der Anschlaglehre fest stehen. Die transparente Scheibe mit den Markierungen der Schlüsselsteuerstellungen in dem Signal-Generator dreht sich relativ zur Führungsschrauben-Eingangsdrehung und ist durch zusammenarbeitende Zahnräder eines festen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes durch die Scheibe mit den Zählimpulsen der zusätzlichen Lagenwechsel angetrieben. Dazu enthalten die mit Markierungen versehenen Scheiben Nullpunkts-Markierungen, welche mit der Lichtquelle des Generators und noch mit anderen Phototransistor-Lichtdetektoren zusammenarbeiten, um präzise die Schlüsselsteuerstellungen zu identifizieren, die ausgewählt sind im gesamten Bewegungsbereich der

- 5 309822/03 A3

2256478

- 5 Anschlaglehre.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Rückkopplungssignalgenerator in einem Steuersystem benutzt, welches die Stellung der Anschlaglehre der Papierschneidemaschine präzise über einen gesamten linearen Bewegungsbereich von 100 Zoll in Abschnitten von 0,001 Zoll steuert.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung sowie nähe.re Einzelheiten und weitere Merkmale sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig» 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Papierschneidemaschine mit einer Anschlaglehre, welche durch den Signal-Generator der Erfindung auf die vorgesehenen Werte eingesteuert wird.

Pig» 2 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Signal-Generators.

Fig. 3 eine Draufsicht auf die transparente Zählimpulsscheibe des Signal-Generators der Figo 2»

Fig. 4 eine Draufsicht auf die transparente Binärkode-Scheibe des Signal-Generators der Fig. 2_O

Fig. 5 die relative Lage und die allgemeine Anordnung der . Phototransistoren, welche mit den transparenten Scheiben der Fig« j5 und 4 zusammenarbeiten.

Fig. 6 eine Lochplatte, welche mit der Lagenanordnung der Fig. 5 und mit der transparenten Scheibe der FIg₀ zusammenarbeitete

Fig. 7 und 8 die Registrationsbeziehung der Phototransistoranordnung der Fig_e 6 mit den transparenten Scheiben der Fig. 3 und 4_e

309822/0343

-D-

Fig. 9 Phototransistor-Kreise, die in Verbindung mit dem neuen Signal-Generator angewandt sind.

Figo 10 eine Tabelle, welche die Binärkode-Information angibt, welche von der Binärkode-Scheibe der Fig. 4 zur Steuerung der Lage der Anschlaglehre hervorgebracht ist»

Figo 1 zeigt eine Papierschneidemaschine 10 mit einer Klemm- und Schneidevorrichtung 11. Diese Maschine ist mit dem Signal-Generator der Erfindung ausgestattet, um die Anschlaglehre 12, gegen wt_:]che das zu schneidende Papier gelegt ist und welche das zu schneidende Papier in die gewünschte Schnittlage bringt, auf den vorgesehenen Wert einzusteuern.

Die Anschlaglehre 12 ist von einem Tisch 13 der Papierschneidemaschine getragen. Sie ist linear bewegt von der Führungsschraube 14 zum Zwecke des Verschiebens von gestapeltem Papier in Zusammenarbeit mit der Klemm- und Schneidevorrichtung 11. Die Führungsjchraube 14 steht mit dem Ansatz 15 in Eingriff, welche an der Anschlaglehre 12 angebracht ist» Der Ansatz 15 gleitet in dem Schlitz 16, welcher in der Tischplatte 15 vorgesehen ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind ein elektrischer Antriebsmotor und eine Riernenübertragungs-Konstruktionsgruppe 19 in der Papierschneidemaschine 10 vorgesehen, um die Führungsschraube 14 in wechselnden Richtungen in gesteuerter Weise anzutreiben und dabei eine geradlinige Bewegung der Anschlaglehre 12 zu und von der Klemm- und Schneidevorrichtung 11 zu bewirken.

Zur Erhöhung der Deutlichkeit der Zeichnung ist auf eine Darstellung der herkömmlichen Seitenführungen der Anschlaglehre 12 in der Maschine 10 verzichtet.

_ 7 _ 309822/0343

Ein Steuerpult 20 ist für den Gebrauch durch die Bedienungsperson der Maschine vorgesehen und ist - anders als die Arbeits- und Programm-Charakteristiken - im wesentlichen von herkömmlicher Ausführung„

Ein mit einer Rückkopplung versehener Signal-Generator 21, der wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist, ist für die Steuerung der Führungsschraube 14 gebraucht, um Eingangs-Rückkopplungssignale für ein Servosteuerungssystem zur präzisen und digitalen Einstellung der Anschlaglehre 12 an jeder ausgewählten Lage im größten Teil oder dem gesamten Bereich des Anschlaglehrenvorschubes entlang des Tisches 13 zu erzeugen. So ist der Signal-Generator 21 in einem AusführungsbeJspiel der Erfindung in einem geschlossenen Servosteuerungssystem zur präzisen Einstellung der Anschlaglehre 12 in Stufen von nahezu 0,001 Zoll der Änschlaglehrenbewegung, die in diesem Ausführungsbeispiel 100 Zoll beträgt, gebraucht.

In Ausführungeiner solchen Einstellung sind ein digitales Steuersignal, welches auf einem Magnetband binär chiffriert aufgezeichnet ist, und ein Eingangs-Rückkopplungssignal, welches von der Tätigkeit -der Vorrichtung 21 abgeleitet ist, miteinander verglichen, um die Abweichung zu messen und ein Steuersignal zu bilden, welches das präzise Maß des erforderlichen Steuerungswertes darstellt. Das durch den Signal-Generator 21 erzeugte Eingangs-Rückkopplungssignal.hat zwei Teile. Ein Teil enthält ein binär chiffrier-, tes Digital-Signal, welches die Schlüsselsteuerstellungen in dem gesamten Ansohlaglehrenbewegungsbereich identifiziert, Der andere Eingangs-RUckkopplungsslgnalteil enthält digitale Zählimpulse, von welchen jeder kennzeichnend

- 8 3098 22 /03 A3

ist für eine stufenweise Lagenänderung zwischen benachbarten Anschlaglehren-Steuerstellungen.

Der Rückkopplungs-Signal-Generator 21 umfaßt ein Paar von transparenten mit Steuermarkierungen versehenen Scheiben 22 und 23, die auf die Welle 24 in dem Gehäuse 25, das an dem Maschinentisch 13 mit Befestigungselementen 26 befestigt ist, montiert sind. Die Welle 24 ist fluchtend mit der Führungsschraube 14 angeordnet und ist mit dieser durch eine schlupffreie Kupplung 27 verbunden. Die . transparente mit Steuermarkierungen versehene Scheibe 22 ist zeitweilig als Zählimpulsscheibe bezeichnet und ist an die Nabe 28 montiert, welche fest gesichert auf der Welle 24 durch die Stiftverbindung 29 befestigt ist. Die transparente Scheibe 23 mit den Steuermarken ist auf die Nabe 30 montiert, die auch von der Welle 24 getragen ist und die zeitweilig als Binärkode-Scheibe bezeichnet ist.

Die Nabe 30 und die an ihr befestigte Scheibe 23 sind frei drehbar auf der Welle 24 angeordnet. Die Nabe 30 wird durch ein anschließend beschriebenes Getriebe von der Welle 24 her angetrieben. Dieses Getriebe umfaßt ein Zahnrad 35* welches von der Welle 24 getragen ist und welches sich mit der Welle 24 in gleicher Weise wie die Scheibe 22 und die Führungsschraube 14 dreht. Zahnrad 35 treibt Zahnrad j56 an, welches auf der Welle 37 befestigt ist. Welle 37 ist parallel zur Welle 24 angeordnet. Ein schmaleres Zahnrad 38, welches ebenfalls von der Welle 37 getragen ist, arbeitet mit einem Zahnrad 39 zusammen, welches auf der Nabe 30 gesichert ist. In einer AusfUhrungsform des Signal-Generators 21 bewegt die Führungsschraube 14 die Anschlaglehre um 1 Zoll pro Umdrehung der Führungsschraube und der aus den Zahn-

- 9 - 309822/0343

rädern 35, 3d, 38, 39 bestehende Getriebezug, dreht die Scheibe 23 eine volle Umdrehung für je einhundert volle Umdrehungen der Welle 24 bzw. der Führungsschraube 14. Eine schlupffreie Kopplung ist nicht unbedingt zwischen Zahnrad 35 und 39 erforderlich.

Der Signal-Generator 21 enthält eine herkömmliche einzelne Lampe 31 als Lichtquelle und zwei Anordnungen j52 und 33 von Phototransistoren. Anordnung j52 arbeitet mit der Scheibe 22 zusammen und liest von dieser ab«, Sie arbeitet vorzugsweise mit der Lochplatte 34 zusammen_o Anordnung ist in dem Signal-Generator. 21 für die Zusammenarbeit mit der Scheibe 23 vorgesehen. Sie liest die Signale von der Scheibe 23 ab. .

Im gezeichneten Ausführungsbeispiel der Figo 2 weisen die transparenten, mit Markierungen versehenen Scheiben 22,23 unterschiedlichen Durchmesser auf« Das ist aber nicht unbedingt notwendig, erleichtert jedoch die Ablesung der Markierungen auf den beiden Scheiben 22,23, weil sich so die Markierungen unmittelbar vor die Öffnungen (Blenden) vor den Phototransistoranordnungen bringen lassen.

Figo 3 zeigt eine Darstellung der Impulsmarken auf der Zählimpulsscheibe 22. Solch eine Zählimpulsscheibe umfaßt in einem Ausführungsbeispiel fünfhundert Streifen oder Bänder 40 von optisch lichtundurchlässiger Tinte oder Farbe, welche in einem Kreis von gleichem Abstand R von der Achse der Welle 24 entfernt sind. Ein zusätzlicher Streifen 41 ist längs der Radial-Linie 43, etwas weiter von der Wellenachse entfernt als die als Markierungen dienenden Streifen 40, angeordnet und ist als "NuIl"-Bezugs-Markierung bezeichnet. Die Öffnungen 42 in der

- 10 -

309822/0343

Scheibe 22 arbeiten mit Befestigungsmitteln zusammen, welche zur sicheren Befestigung der Scheibe auf der Nabe dienen. Da die Scheibe 22 mit der Führungsschraube 14 rotiert, lassen die lichtundurchlässigen Streifen 40 und die dazwischenliegenden lichtdurchlässigen Gebiete Licht, welches durch eine Lampe 31 erzeugt ist, intermittierend zu dem gegenüberliegenden Phototransistor in der Phototransistoranordnung j52 durch. Wie später in dieser Beschreibung näher ausgeführt, wird dadurch eine Reihe von im wesentlichen rechteckigen Zählimpulsen bei einem bestimmten Phototransistor der Phototransistoranordnurig für die Steuerung in der logischen Schaltungsanordnung der Steuerungsvorrichtung der Papierschneidemaschine erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel sind auf der Scheibe 22 eine Gesamtheit von fünfhundert lichtundurchlässigen Streifen 40 gleichmäßig im Kreis ringsherum verteilt, um eintausend Zählimpulse zu erzeugen, wenn die Scheibe 22 um eine komplette Umdrehung gedreht ist. Da die FUhrungsschraube die Anschlaglehre 12 einen Zoll bei jeder vollständigen Umdrehung verschiebt, liegt die Einstellgenauigkeit des Steuersystems in Stufen von 0,001 Zoll.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung der auf der transparenten Binärkodescheibe 23 vorgesehenen Muster. Das besondere Ausführungsbeispiel der Scheibe 23 in der Zeichnung ist mit zehn ringsherum angeordneten einzelnen Stellungen (Winkelstellungen) 50 bis 59 versehen, welche verschieden zugeordnete lichtundurchlässige Binärcode-Muster aufweisen, von denen jedes sich auf eine unterschiedliche Steuerstellung in dem ganzen Bewegungsbereich der Anschlaglehre 12 bezieht. Stellung 50 z.B. ist mit der "Null"-Stellung gleichgesetzt und entspricht einer 100 Zoll-Stellung, also der Stellung am Ende der gesamten Bewegungsbahn der An-

- 11 -

30982 2/0343

schlaglehre 12 im Ausführungsbeispiel. Die lichtundurchlässigen Muster an den Stellungen 51■bis 59 sind ringsum einheitlich voneinander entfernt und stellen entsprechend z.B. Zwischenstellungen in 10-Zoll-Intervallen überall im gesamten Bewegungsbereich dar. Jeder lichtundurchlässige Bereich in den Stellungen 50 bis 59 geht zwischen der Lampe 31 und einzelnen Phototransistoren in der Phototransistorreihe 33 hindurch, um den Lichtdurchgang von der Reihe 33 entsprechend dem besonderen Muster zu blockieren. Wie im folgenden beschrieben, erzeugen die Phototransistor-Glieder in der Reihe 33 ein binärkodiertes Rückkopplungs-Signal, welches die zugeordnete Schlüsselsteuerstellung in dem gesamten Bewegungsbereich der Anschlaglehre 12 anzeigt. Im Ausführungsbeispiel der Figo 4 arbeiten die lichtundurchlässigen Bereiche als Muster in den Stellungen 50 bis 59 speziell mit der Anordnung 33 von Phototransistoren zusammen, um herkömmliche 1-2-4-8 binärkodierte Dezimalsignale ί für jede der verschiedenen zwischenliegenden Steuerstellungen zu entwickeln. Eine Tabelle für die von den lichtundurchlässigen Bereichen erzeugten binärkbdierten Dezimalsignale χ bei den dargestellten radialen Zonen A bis E und den Stellungen 50 bis 59 auf der Scheibe 23 ist in Fig. 10 dargestellt«

Die Gestaltung der Binärkode-Muster auf der Seheibe 23 ist von der Getriebeausführung abhängig. Die Muster sehen bei kontinuierlich und schlupffrei mit der Drehung der Scheibe 22 sich drehender Scheibe 23 anders als bei einem

ν _r

Getriebe, welches jeweils nach Vollendung einer vollen Umdrehung der Scheibe 22 z.B. mittels eines Malteser-Kreuzes die Scheibe 23 um einen festen Winkelwert dreht.

- 12 -

30 9 8 22 / Ü3 4 3

2256Λ76

Fig» 5 zeigt die Halterung 60, die im Gehäuse 25 des Signalgenerators 21 installiert ist, um in geeigneter Weise die Phototransistoren anzuordnen und zu tragen, welche in den Phototransistoranordnungen 32 und 33 enthalten sind« Die öffnungen 61 bis 6t> sind der Phototrans is türanordnung 33 zugeordnet und werden gebraucht beim Registrieren in den Zonen A bis E der Scheibe 23, wenn die Halterung 60 geeignet in der Vorrichtung 21 relativ zu dem Anbringungsort der Welle 24 installiert ist ο In ähnlicher Weise sind die öffnungen 6b bis 69 (Fig. 7) angeordnet. Sie werden gebraucht, wenn die Markierungszonen der transparenten Scheibe 22 abgetastet werden und die Markierungen registriert werden.

Die öffnung 66 arbeitet mit einer lediglich transparenten Region der Scheibe 22 Tür anschließend beschriebene Zwecke der Arbeitssicherheit zusammen. Die Phototransistoren hinter den öffnungen 67 und 68 registrieren in der ringförmigen Zone, Vielehe Markierungen in Form von Streifen enthält. Der Phototransistor hinter der öffnung 69 registriert im Bereich der ringförmigen Scheibenzone, welche den Streifen 41 als Null-Bezugszeichen enthält (Fig.7).

Wegen der normalerweise gewünschten geschlossenen Abstandsverteilung der Markierungen 40 auf der Scheibe 22 gebraucht man vorteilhafterweise Blendenausschnitte, um den Übergang zwischen hellen und dunklen Gebieten während der Drehung der Scheibe schärfer zu machen und um somit ein besseres Ergebnis zu erhalten. Aus diesem Grunde ist die Blendenplatte j>k - im Detail in Fig. 6 dargestellt - in

- 13 -

309822 /0343

2256A76

dem Signal-Generator 21 vorgesehen. Die öffnungen 71 und 72 in der Platte 3^ haben jede eine Gestalt, die im allgemeinen der Gestalt von jedem der Streifen 40 in-der Scheibe 22 entspricht, aber etwas schmaler ist. Für den Zweck der Feststellung der Drehrichtung sind die öffnungen 71 und 72 um ein ungerades Vielfaches eines halben Abstandes voneinander versetzt, wobei der Abstand die Breite eines individuellen Streifens 40 oder des durchsichtigen Zwischenraumes zwischen zwei unmittelbar nebeneinander liegenden Streifen ist. Die Öffnung 73 hat eine den öffnungen J"\ ,'{2 ähnliche Gestalt und arbeitet mit dem Streifen 41 zusammen,.der in der Scheibe 22 als ⁿNull^ft-Bezugszeichen vorgesehen ist. Es sollte angemerkt werden, daß die Blendenplatte 3^ und die Öffnungen für die Phototransistoren in den Reihen 32 und 33 so angeordnet sind, daß ein anschließend beschriebenes Zähl-Auslöse-Signal immer dann erzeugt ist, wenn ein Streifen 41 aufeinanderpasst mit der Öffnung 73 gleichzeitig mit der Registrierung in einem undurchsichtigen Mustergebiet in der ringförmigen Zone E der Scheibe 23 mit öffnung 65 und dem darin untergebrachten Phototransistor.

Die Fig. 7 und 8 stellen die örtliche Anordnung der einzelnen Phototransistoren 81 bis 89 in Bezug auf die Radial- und Ümfangszonen der transparenten, die Markierungen tragenden Scheiben 22 und 23 dar. Die Phototransistoren 87 und 88 (gezeichnet in Pig, 7) sind versenkt in Öffnungen Gj und 68 untergebracht und dienen der Erzeugung von Zählimpulssignalen (Lagewechselzählimpulse), welche die Veränderung in der Stellung der Anschlaglehre kenn-

-14 -

309822/0343

zeichnen. Ein typischer Schnitt für die Darstellung einer versenkten Öffnung 67 findet sich z.B. in. Fig. 2. Der Phototransistor 89 ist zum Ablesen der Null-Punkts-Markierung 41 auf der Markierungsscheibe 22 angeordnet und ist in der versenkten, mit 69 bezeichneten öffnung untergebracht. Dieser besondere Phototransistor ist zur Erzeugung eines Impulssignales benutzt, welches anzeigt, wenn die Nullpunkts-Markierung 41 in übereinstimmender Lage mit der fundamentalen Radiallinie 4j5 ist. Phototransistor 86 hingegen arbeitet in der öffnung 66, welche aus Arbeitssichorheitsgrürideri für den Fall vorgesehen ist, daß die Lampe JA an·:: "illlt. Das Ausgangssignal des Phototransistors 86 ist benutzt, um die Papierschneidemaschine außer Betrieb zu setzen, bis eine geeignete Ersatzlichtquelle beschafft ist.

Die Phototransistoren 81 bis 84 arbeiten in versenkten Öffnungen 61 bis 64 und sind vorgesehen, um ein anschließend diskutiertes Binärkode-Sip;nal zu erzeugen, welches besondere Schlüssel-Steuerstellungen in dem gesamten Bereich der Anschlaglehrenbewegung kennzeichnet. Der Phototransistor 85 in der Öffnung 65 erzeugt ein logisches Impulssignal, welches, wenn Übereinstimmung mit dem durch Phototransistor 89 erzeugten logischen Impulssignal besteht, die Zählung in dem Steuersystem der Anschlaglehre auslöst, welche die Lagewechselzählimpulse aufspeichert.

Eine bevorzugte Anordnung zur Erzeugung brauchbarer Rückkopplungslagenwechselsignale in dem Signal-Generator 21 ist in Fig. 9 gezeigt. Eine bevorzugte Schaltanordnung mit dem repräsentativen Phototransistor 81 ist im Detail in dieser Figur dargestellt und umfaßt einen Signal

- 1'

309822/0343

transistor 90 für die Verstärkung des Ausgangssignales des Phototransistors 81. Im Phototransistor 81 ändert sich der Widerstand der Kollektor-Emitter-Strecke entsprechend der Intensität des Lichtes, das auf die aktive Phototransistoroberfläche nach dem Durchgang von Licht von der Lampe 31 durch die transparente Scheibe 23 fällt, um dabei eine entsprechende Veränderung des Spannungspegels am Eingang des verstärkenden Transistors 90 resultieren zu lassen. Der Ausgang vom Signal-Transistor 90 ist über die Leitung 91 zur Eingangsklemme eines Digitalzählers des Steuersystems geführt. Die ähnlich durch das Ansprechen der Phototransistoren 82 bis .84 erzeugten Signale erzeugen Ausgangssignale 92 bis 9^ iⁿ ähnlicher Weise. Diese sind als unterschiedliche Eingangsinformationen zu anderen Eingangsklemmen des 'Digital-Zählers des Steuersystems geführt. In der bevorzugten Ausführungsform des Signalgenerators, die in den Zeichnungen gezeigt ist, sind die Ausgänge 91 bis 9^ für die vier bedeutendsten Informationen in .einem Binärkode des herkömmlichen 8-4-2-1 Aufzeichnungssystems vorgesehen . Die Ausgangssignale der Phototransistoren 85 und 89 erzeugen ähnliche Impulssignale bei 95 und 96, die, wenn sie in der Zeit übereinstimmen, das logische Digital-Steuersystem befähigen, die gewünschte Inbetriebsetzung des zusätzlichen Lagenwechselzählers zu vollenden. Die Ausgänge der Phototransistoren 87 und .88 sind durch Leitungen 97 und 98 mit logischen Schaltanordnungen verbunden, um eine um 90 phasenverschobene Anzeige (quadrature detektors) und zusätzlich eine Zählimpulserzeugungsfunktion zu vollenden. Die Ausgänge des quadrature detektors und Zählimpulsfunktionen beaufschlagen einen Summenzähler entweder nach

- 16 -

309822/0343

oben oder nach unten» Phototransistor 86 hingegen erzeugt ein Impulssignal, das gebraucht wird, um die Papierschneidemaschine im Falle eines Ausfallens der Lampe 31 stillzusetzen,=

Bei Gebrauch eines Summenzählers für die Durchführung einer Zählung der Lagenwechselsignale bei einer Bewegung der Anschlaglehre der Papierschneidemaschine und bei periodischem Vergleich der Zählersumme gewährleistet der Signal-Generator der Erfindung gegenüber einem Lagenvergleich der Anschlaglehre durch Rückkopplung in einem Steuersystem absolute Genauigkeit mit den niedrigen Kosten und der verbesserten Betriebssicherheit eines Summenzählers. Auch erlaubt die in diesem Fall benutzte Signal-Generator-Konstruktion all* die Lichtdetektor-Bestandteile (Phototransistoren) flexibel zu verdrahten und nicht befestigt an eingeschlossenen Schaltplattenteilen. Die geeignete Anordnung der Lichtdetektorvorrichtungen gegenüber den Markierungen auf den Scheiben 22 und 23 ist durch den Träger 60 in jedem Falle aufrechterhalten und nicht durch die Positonierung einer Schaltungstafel relativ zu einem Gehäuseteil.

Die für die Phototransistorteile 81 bis 89 verwendeten Blenden sind gruppiert und genau angeordnet in dem neuen Signal-Generator mit einem relativ engen radialen Bandbereich, wobei der Gebrauch einer einzigen Lichtquelle bei verringerten Parallaxeneffekten hinsichtlich der Lichtintensität ermöglicht wird. Der kompakte Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch teilweise dadurch erreicht, daß die transparenten Scheiben 22 und

- 17 -

309H22/0343

,.- 17 -

unmittelbar aneinander anliegend auf derselben Welle montiert sind, und durch die Verwendung einer einzelnen Lampe als Lichtquelle für die Erregung der Phototransistoren. Im Falle eines Lichtquellenausfalles wird dieser bei der vorliegenden Anordnung unmittelbar aufgedeckt und die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung eines fehlerhaften Lesens als Resultat der Gegenwart anderer wirksamer Lichtquellen ist eliminiert. ·

- 18 -

309822/034 3

Claims

Patent ansprüche:

j Signal-Generator für die Erzeugung von Istwertimpulsen ^—^ für die Steuerung der Anschlaglehre einer Papierschneidemaschine, deren Anschlaglehre mittels einer motorisch reversibel drehbaren Führungsschraube verschoben wird, gekennzeichnet durch

zwei im Strahlengang einer Lichtquellen(31)-Phototransistoren-(61-6(J)-Anordnung angeordnete transparente, mit Steuermarkierungen versehene. Scheiben (22,23), die untereinander durch ein Getriebe (35"·39) gekoppelt sind und von denen die eine mit der Führungsschraube (14) gekoppelt ist»

2· Signal-Generator nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch

eine achsgleich mit der Führungsschraube angeordnete und an diese gekoppelte Eingangswelle (24)» auf der die beiden transparenten Scheiben (22,23) achsgleich angeordnet sind, und zwar

I· die erste transparente, mit Markierungen versehene Scheibe (22) fest gesichert auf der Eingangswelle für eine Rotation in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachs· dieser Welle, wobei diese in einem Ringgebiet mit einheitlichem Radius von der Scheibenmitte (Achse) ringsherum undurchsichtige Markierungen in Form von einheitlich im Abstand vorgesehenen Streifen (40) trägt,

Hedie zweite transparente, mit Markierungen versehen· Scheibe (23), welche frei drehbar auf die Welle (24) der ersten Scheibe (22) montiert ist in einer Stellung axial gegenüberliegend der ersten transparenten mit Markierungen versehenen Scheibe (22), wobei diese Scheibe ringsherum nebeneinander in gleichen Winkel·«

309822/0343 - 19 -

abständen angeordnete undurchsichtige Binärcodemuster aufweist, von denen jedes in Beziehung steht zu einer unterschiedlichen Schlüsselkontrollstellung in dem ganzen Bereich der Longitudinalstellung in dem gesamten Bereich der Longitudinalbewegung der Anschlaglehre

und durch ein.Getriebe, über welches die zweite transparente mit Markierungen versehene Scheibe (23) in reduzierter Rotationsbeziehung relativ zu der ersten Scheibe (22) steht sowie durch eine Lampe, welche an einer Seite der ersten (22) und zweiten (23) transparenten, mit Markierungen versehenen Scheibe angeordnet ist

und ein Paar von photoelektrischen Aufnehmeranordnungen, welche an der anderen Seite der ersten und zweiten transparenten, mit Markierungen versehenen Scheibe (22,23) im Strahlengang der Lampe (31) angeordnet sind,

wobei eines von den Phototransistorengebilden Binärcodesignale abgibt, welche in wechselseitig« Beziehung gesetzt sind zu den Schlüsselsteuerstellungen der Papierschneidemaschine-Anschlaglehre (12) im gesamten Bereich der Längsbewegungsmöglichkeit

und wobei das andere von den Phototransistorgebilden Impulssignale erzeugt, die in Beziehung gesetzt sind zu den zusätzlichen Änderungen in der Stellung der Anschlaglehre der Papierschneidemaschine in Längsbewegungsintervallen unmittelbar angrenzend an die Schlüsselsizuerstellungen der Anschlaglehreο

3β Signal-Generator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß jede der transparenten mit Markierungen versehenen Scheiben (22,23) neben undurchsichtigen Binärcodemustern ein • undurchsichtiges Nullpunkts-Gebiet aufweist, welches in einer radialen Entfernung von der Eingangswelle angeordnet ist,

309822/0343 - 20-

wobei dieses undurchsichtige Gebiet m±i§ einem photoelektrischen Lichtaufnehmer zusammenarbeitet in einer der Lichtaufnehmeranordnungen, um einen ersten Nullpunkts-Impuls zu erzeugen, welcher in Beziehung gesetzt ist zu

einem anderen von jedem der Schlüsselsteuerungen im gesamten Bereich der Längsbewegung der Anschlaglehre der Papierschneidemaschine.

4ο Signal-Gener&tor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die erste transparente mit Markierungen versehene Scheibe (22) ein einzelnes den Nullpunkt angebendes undurchsichtiges Gebiet im radialen Abstand von der Eingangswelle (24) aufweist, wobei das einzelne den Nullpunkt darstellende undurchsichtige Gebiet mit einem photoelektrischen Lichtaufnehmer zusammenwirkt in einer der Lichtaufnehmeranordnungen, um einen Nullpunkts-Impuls zu erzeugen, welcher zu einer präzisen Stellung in einer kompletten Umdrehung der ersten Scheibe (21) und damit der Eingangswelle (24) in Beziehung steht»

5» Signal-Generator nach Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet,

daß die erste transparente mit Markierungen versehene Scheibe ein einzelnes den Nullpunkt darstellendes undurchsichtiges Gebiet in einem gegebenen radialen Abstand vor der Eingangswelle (24) hat,

daß das einzelne den Nullpunkt darstellende Gebiet nit einem photoelektrischen Lichtaufnehmer in einer der Lichtaufnehmeranordnungen zusammenarbeitet, um einen zweiten Nullpunkts-Impuls zu erzeugen, welcher in Beziehung steht zu einer Stellung bei einer kompletten Umdrehung der ersten transparen-

- 21 -

309822/U3A3

ten, mit Markierungen versehenen Scheibe, daß der-Signal-Generator weiter Mittel enthält, welche den ersten und den zweiten Hullpunkts-Impuls zu einer Schaltung leiten, welche einen Steuerimpuls erzeugt, immer wenn der erste und der zweite Hullpunkts-Impuls in einer Zeitbasis übereinstimmen.

6_e Signal-Generator nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Kombination: eine drehbare Eingangswelle,

eine erste tx-ansparente mit Markierungen versehene Scheibe (22), welche auf der Eingangswelle (24) für eine Rotation in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse dieser Welle (24) befestigt ist und welche ringsherum nebeneinander angeordnete undurchsichtige Markierungen (40) mit einheitlich nebeneinander angeordneten Kanten aufweist, welche jede in Beziehung stehen zu einem Lagenwechsel in der Drehung der Welle,

eine zweite transparente mit Markierungen versehen· Scheibe (23), welche frei drehbar auf der Eingangswelle (2φ) montiert ist in einer Stellung axial anliegend an der ersten transparenten, mit Markierungen versehenen Scheibe (22), wobei die zweite Scheibe (23) ringsherum nebeneinander angeordnete undurchsichtige·Binärcodemuster aufweist, welche jede in Beziehung stehen zu einer Steuerstellung mit einem unterschiedlichen Vielfachen der Umdrehung der Eingangswelle,

durch ein Getriebe, welches die zweite Scheibe (23) in getriebener reduzierter Drehung relativ zur ersten Scheibe (22) antreibt,

einer Lampe, welche auf der einen Seite der ersten und zweiten Scheibe angeordnet ist

- 22 «

30 9 8 22/Ί33 4 3

und einem Paar von photoelektrischen Lichtdetektoren-Anordnungen (32,35)» welche auf der anderen Seite der beiden Scheiben (22,23) im Strahlengang der Lampe (31) liegen, wobei eine vonden Lichtdetektorenanordnungen Binärcode-Signale erzeugt, die in Beziehung stehen zu verschiedenen Steuerstellungen vom Vielfachen der Umdrehung der Eingangswelle (24)» während die andere Anordnung Impulssignale erzeugt, die in Beziehung stehen zu zusätzlichen Änderungen der Stellungen der Eingangswelle (24) in Intervallen, die zwischen den ganzen Vielfachen der Steuerstellungen der Eingangswelle (24) liegen»

309822/U34 3

Leerseite