DE2326661A1

DE2326661A1 - Vorrichtung zum regeln einer servoeinrichtung

Info

Publication number: DE2326661A1
Application number: DE19732326661
Authority: DE
Inventors: John Cuda; Frank J Sordello
Original assignee: Information Storage Systems Inc
Current assignee: Information Storage Systems Inc
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2197193A1; FR2197193B1; JPS5148053B2; NL7311053A; CA995300A; JPS5036105A; GB1423706A; IT998403B

Description

B e s c h r e i-fo u η g . zum Patentgesuch

der Information Storage Systems Inc, IO435 Worth Tantau Avenue

Cupertin®, Calif. 95014/üSä

betreffend!

Vorrichtung sum Regeln einer Servoeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sum Regeln einer Servoeinrichtung mit enger und weiter tolerierten Betriebs= arten zur Positionierung eines bex-yegbaren Teiles in ausge= wählten Positionen mit inkrementalen Abständen» Die Servo= Einrichtung dient insbesondere sur Positionierung der Lese/ Schreibköpfe bezüglich magnetischer Äufseichnungsplatten»

In magnetischen Äufseiehnungseinrichtungen,? beispielsweise Plattenspeichern„ in denen die Information in konzentrischen Spuren auf der Oberfläche "der sich drehenden Platt® enthal= ten istρ muß die Position des Magnetkopfes genau bestimmt werdea, um in beliebiger Weise die Bewegung des Magnetkopfes gu verschiedenen Spuren su ermöglichen„ so daß Information gelesen oder eingeschrieben t-jerden kann_o Bei bekannten Ge= raten sind hilfsweise Positions fühler _B beispielsweise Gitter,? vorgesehen _g x-^elche sich mit den Magnetköpf@n bei-jsgen uad die verschiedenen inkrementalen Abstände des Magnetkopfes anzei^· gen und dadurch eine Erfassung der Position des Magnetkopfes ermöglichenο Bei diesen Einrichtungen können viel© Ä£t©n von

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Detektoren verwendet werden, um Halbspurpositionen zu erfassen, so daß ein Bremssystem für die Betätigungseinrichtung für den Magnetkopf ausgelöst wird, so daß dieser beschleunigt oder abgebremst werden kann,, um die Zugriffszeit für die Magnetköpfe herabzusetzen.

Bei den neueren Geräten wird ein getrennter Servo-Magnetkopf verwendet,, der sich in Verbindung mit allen Magnetkopf en neben einer Servo-Platte bewegt, welche vorher aufgezeichnete Signale entsprechend den Sollwertpositionen auf •den Datenspuren enthalten» Zwar ergeben derartige Systeme eine positive Kennzeichnung der Spurpositionen, es ist jedoch keine wirtschaftliche Einrichtung vorgesehen„ um inkrementale Positionen zwischen den Spuren zn erfassen. Dieses ist erforderlich, um die Bremseinrichtung für die Magnet" köpfe zu aktivieren, damit sie den Bremsvorgang bei der Annäherung an die Sollwertsp.ur einleiten_o

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde„ eine Kegelungsvorrichtung für eine Servoeinrichtung ζα schaffen„ welche die vorgenannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zum Regeln einer Servo-Einrichtung mit enger und weiter tolerierten Betriebsarten zur Positionierung eines bei^egbaren Teiles in ausgewählte -Positionen mit inkrementalen Abständen dadurch gelöst, daß eine Einrichtung ein- erstes dem Durchgang des be= wegbaren Teiles durch jede der Inkrementalen Positionen ent= sprechendes Signal·' zur Grobanzeige der Position des Teiles erzeugt, eine Einrichtung ein zweites Signal erzeagt„ indem die Geschwindigkeit des bewegbaren Teiles erfaßt and integriert und dadurch die augenblickliche Position des bewegbaren Teiles zwischen inkrementalen Positionen angezeigt wird, eine Einrichtung ein Befehlsignal erhält„ welches die Bewegung des

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bewegbaren Teiles won einer gegenwärtigen Position in eine ausgewählte Position fordert;, «nd die Servoeinrichtung in die weiter tolerierte Betriebsart gemäß dem ersten Signal bringt, bis die Bewegung des bewegbaren Teiles ma ein vorbestimmtes Intervall mn der Sollifertposition erreicht ist und dann die Servoeinrichtung in die zweite Betriebsart gemäß dem zweiten Signal versetzt ifiza_ff bis die Bewegung des bewegbaren Teiles in die ausgewählte Position abgeschlossen ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Äusführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert? es stellen dar:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Seryo-Einriehtung;

Fig. 2 verschiedene in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auftretende Signale.

Gemäß Fig. 1 weist ein Plattenaufzeichnungssystem mehrere Speicherelemente oder Aufzeichnungsplatten 10 und 11 auf, die um eine Spindel 12 durch einen Motor 13 derart gedreht werden, daß durch die Bewegung von Lese/Schreibköpfen 15 und 16 zu und von der Drehachse der Platten die Daten in konzentrischen Spuren auf den Platten gelesen oder aufgezeichnet werden können. Die Magnetköpfe werden durch eine Positionierungsein-

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richtung 17 ausgerichtet, welche eine Trageinrichtung 18 für die Magnetköpfe betätigt und dadurch die Magnetköpfe über die Plattenflächen bewegt. Der Magnetkopf 15 ist ein herkömmlicher Lese/Schreibkopf, der zur Aufzeichnung oder zum Ablesen von Daten auf der Plattenfläche verwendet wird, und zwar üblicherweise in magnetischer Form. Natürlich können mehrere solcher Lese/Schreibköpfe auf der Trageinrichtung angeordnet werden. Die Daten werden in digitaler Form durch magnetische Ausrichtung von Bereichen magnetischen Materiales aufgezeichnet, das auf der Plattenfläche angeordnet ist. Eine derartige Aufzeichnung ist allgemein bekannt.

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Der Magnetkopf 16 in diesem Beispiel ist lediglich ein Lesekopf, welcher dazu verwendet wird, um die Ausrichtung mit vorher aufgezeichneten nicht dargestellten Datenspuren zu erfassen, welche in Inkrementen auf der Oberfläche der Platte 11 angeordnet sind,, Diese Datenspuren entsprechen der Sollwertposition der Datenspuren auf der Platte 10 und weiterer Platten, die auf der Spindel 12 angeordnet werden■könnten. Der Magnetkopf 16 erfaßt die Ausrichtung und das überschreiten jeder der vorher aufgezeichneten Datenspuren- und überträgt ein Signal an einen · Posfeions-Meßwertumformer 19» Die Spurpositionen werden als Zylinder bezeichnet, da jede Spurposition einen konzentrischen Kreis auf den übereinander gestapelten Platten bzw«, Scheiben darstellt, so daß eine Zylinderstelle gebildet wird.

Bei der Bewegung des Magnetkopfes auf einem Zielzylinder oder einerSpur wird ein Zylindersuchbefehl von dem nicht dargestellten Rechner an eine Klemme 20 abgegeben, wodurch ein Differenz-Zähler 21 betätigt wird. Der Differenz-Zähler gibt ein erstes Signal an einen Betriebsartendetektor 22 und einen Positionierungs-Servo, welcher den Servo in die weiter tolerierte Betriebsart versetzt und bewirkt, daß die Positionierungseinrichtung 17 die Bewegung der Magnetköpfe beginnt. Sobald irgendein Zylinder überschritten wird, erfaßt der Magnetkopf 16 dieses Ereignis und sendet ein Signal an den Positions-Meßwertumformer 19, welcher durch den die Zylinderüberschreitungen erfassenden Detektor 24 ein Signal erzeugt, das an den Differenz-Zähler 21 abgegeben wird. Der Differenz-Zähler 21 zieht dann eine Einheit von der Anzahl der Spurüberschreitungen ab, welche zum Erreichen des Zielzylinders erforderlich ist. Wenn der Differenz-Zähler den Zählerstand Null erreicht oder ein vorbestimmtes Zeitinter-

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vail wr diesem Zeitpunkt wird das Abbremsen des Magnetkopfes eingeleitet _p ma diesen in. der gewünschten üylinderposltiön anzuhalten« Dieser Betrieb eines Positionierengssystssaes für Magnetköpfe Ist bei Rechners bekannte

Bei der schnellen Äbbresisung des Magnetkopfes ist e äerlichff die Position des Kopfes zwischen dsn !ylin tionen sn erfassen ₀ na den übergang des Fositionlersngs= Servos iron einer weiter tolerierten Betriebsart In eine zweit Betriebsart zu gestatten _a welche linear arbeitet ₀ so dai ein Überläufen .verhindert ond ein "Einrasten⁰- w&t dea Sollwert= zylinder ermöglicht wlrdo Derartige Ser^o^Sjstsme mit Betriebsarten sind aus dea US Patent Hr₀ 3 458 785

Ba jedoch lediglieh gylinderposltionen ^Fon ä©m Serw~Kopf 16 erfaßt werden„ Ist die Erfassrang der Magnetkopfposition Etfischea den iyllnderposltlonen in den derzeit "üperwendeten Fösitlonsdetektoren nicht in ökon©siiseher Weise aoglleho Ss= saß FIg₀ 2h wird beim überschreiten jeder Sprargosltlom 025 _a Ο2β(7 027 _B 028 ρ 029 bei der Änsähsraag an die lloispar 030 ©In Fositlonierungsslgnal erseugtp welchos abweshselsä positive negativ© Flanken aufweist und welches flsa ©saer giageföhrt xfirdo Bei @ia©r

position ₀ b^lsplslsx-yels© der Sprarposltlom 027 Ia dass führiißgsbslsplel ©des- beim Erreichen d@s läfel©rstaad© den DIff©r©sig=^>Sähles' i-yird der BresasVorgang des E3aga©tk©pf©s eingeleitet ρ was In FIg₀ 2C aia Füskt 32 dnreln di® Stslgrangs·= änderiang der Geschwindigkeit®funktion d®s E-2aga©tk©pf@s aage·= geigt wlrdo Panach x-yird der S@rv© auf ©la® linear© B@trl<sbs=> art In der Halbspnrposltloa ramgssehältst ₀ weleli® der Βψ&τε 02§ folgt„ s© daß der Ser^o auf der -ilelspiar 030 ^a©inrast@si^a kaaa

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die Geschwindigkeit des Magnetkopfes erfaßt« Dann wird das Geschwindigkeitssignal integriert,, um ein zweites genaueres Positionierungssignal zu erhalten„ welches anzeigt, wenn der Magnetkopf eine vorbestiramte Position erreicht nand welches dazu dient, den Servo-Betrieb von der weiter tolerierten zu der linearen Betriebsart anzuschalten , so daß der Magnetkopf auf die Zielzylinderposition "einrasten" kann„

Hierzu führt der Differenz-Zähler 21 dem Detektor für die Servo-Betriebsart weiterhin ein Signal s«„ welches die ta=· saiil der noch zu überfahrenden Zylinder angibt _o Wenn diese Anzahl Hull wirdj= was- angibt, daß der Magnetkopf den nächsten Zylinder vor dem gewünschten Zylinder überfährt - im Äusführungsbeispiel das tiberfahren der Spur 029 - wird die Schaltung mit einem Tachometer 34 und einem Integrator 35 ausgelöst_y so daß ein Signal an dea Detektor 22 für die Serw-Betriebsart abgegeben wird,, Gemäß Fig_o 2D bleibt das iategratorsignal Kfiallp bis dieses Sehaltkreis betätigt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt_p dem Punkt 36 in Fig_o 2B, wird das für die Position des Magnetkopfes auf der Spur signifikante Integrafeor-Signal an den Detektor abgegeben„ Der Detektor erfaßt dann den Pegel diescss Integrator-Signales and am Punkt 37 wird ein Slgaalpsgel ©ntspreehsad der Halbspsrposition erfaßte In diesem leitpunkt schaltet der Detektor für die Servo=Betriebsart von der weiter tolerier=- tea Betriebsart auf eiae linear® Betriebsart? dieses erfolgt am-Faakt 38 in Fig_o 2E_P aus welcher die Sigaaländerung des Detektors zur Einstellung des Positionieruagsserws auf

niertszigsservo sich auf der nächsten angetroffenen Spurposi ti©ß foder der Spur 030) festsetzen_p t-jelch© durch den Magnetkopf IS erfaßt uirdU um de» Les©/Schr®ibkopf 15 bei der geeretasehten ^yliaderpositiöa so

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Claims

Patentanspruches

(J.= Vorrichtung sum Regeln eimer Servo-Einricatung mit enger und weiter tolerierten Betriebsarten zur Positionierung eines bewegbaren. Teiles in ausgewählten Positionen mit inkrementalen Abständen,? dadurch gekennzeieh=¹ net, daß eine Einrichtung (ISc, 19_? 24^ 21| ein erstes jedem Durchgang des bewegbaren Teiles durch jede der in krementalen Positionen entsprechendes Signal zur Groban zeige der Position des Teiles erzeugt _B eine Einrichtung (34, 35, 22) ein zweites Signal erzeugt _f indem die Ge schwindigkeit des bewegbaren Teiles erfaßt und integriert und dadurch die augenblickliehe Position des bewegbaren Teiles zwischen inkrementalen Positionen angezeigt wird, eine Einrichtung (21) ein Befehlssignal erhält, welches die Bewegung des bewegbaren Teiles von einer gegenwärti gen Position in eine ausgewählte Position fordert und die Servo-Einrichtung in die weiter tolerierte Betriebsart gemäß dem ersten Signal bringe,bis die Bewegung des bewegbaren Teiles um ein vorbestimmtes Intervall zu der Sollweftposition erreicht ist, und dann die Servo-Einrichtung in die zweite Betriebsart gemäß dem zweiten Signal versetzt wird, bis die Bewegung des bewegbaren Teiles in die ausgewählte Position abgeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Betriebsart des Servo-Systems ein linearer Betrieb ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Erzeugen des

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zweiten Signales einen Tachometer (34) zum Erfassen der Geschwindigkeit des bewegbaren Teiles (15) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (21) zur Aufnahme eines Befehlssignales das Servo-System in den linearen Betrieb versetzt, wenn das bewegbare Teil (15) die nächste inkrementale Position vor der ausgewählten Position erreicht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Signales eine Einrichtung (21) zum Erfassen der Differenz-Zahl der inkrementalen Positionen zwischen der augenblicklichen Position und der ausgewählten Position des bewegbaren Teiles aufweist,
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das bewegbare Teil ein Aufzeichnungskopf (15) zum Aufzeichnen eines Magnetelementes ist und die inkrementalen Positionen Spurpositionen auf dem magnetischen Element sind.

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