DE2365209C2 - Optischer Kurvenabtaster - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Kurvenabtaster mit Mitteln zur Wahrnehmung der Lichtreflexionseigenschaften einer Fläche über einen rotierenden beim Fortschreiten entlang der abzutastenden Kurve eine Zykloide durchlaufenden Aufnahmebereich, bei dem sowohl beim Überqueren der abzutastenden Kurve durch den Aufnahmebereich vor dem Abtastkopf als auch hinter dem Abtastkopf — jeweils in Bewegungsrichtung des Abtastkopfes gesehen — Abtastimpulse erzeugt werden, bei dem des weiteren sinusförmige Referenzsignale erzeugt werden, die die Drehposition des Aufnahmebereichs in bezug auf eine Referenzrichtung bestimmen, mit einer Torschaltung, die aus den Abtastimpulsen, diejenige Abtastimpulse auswählt, die beim Oberqueren der Kurve durch den Aufnahmebereich vor dem Abtastkopf entstehen, mit mindestens einen durch die ausgewählten Impulse angesteuerten Abtast-Haltekreis, dem die sinusförmigen Referenzsignale zugeführt werden und der ausgangsseitig Vektorsignale liefert, die die Richtung der Kurve in bezug auf die Referenzrichtung angeben.

Ein derartiger Kurvenabtaster ist aus der US-PS 30 04 166 bekannt.

Bei einem solchen bekannten Kurvenabtaster kehrt der Abtastkopf in seiner Bewegungsrichtung um, wenn die Kurve an einer Stelle zufällig unterbrochen ist, da der letzte Abtastimpuls, der bei Oberqueren des Aufnahmebereichs in Bewegungsrichtung hinter dem Abtastkopf erzeugt worden ist, von der Schaltung als impuls verstanden wird, der beim Oberqueren des Aufnahmebereichs vor dem Abtastkopf hervorgerufen worden ist

Des weiteren ist aus der DE-OS 22 04 118 ein Kurvenabtaster bekannt, bei dem ein Speicher vorgesehen ist, der ein Fortschreiten des Abtestkopfes in einer bestimmten Richtung auch bei Unterbrechung einer Linie gewährleistet, sofern die Abtastfrequenz konstant gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurvenabtaster der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er auch bei kurzen Unterbrechungen der abgetasteten Kurve seine Fortschreitungsrichtung beibehält, ohne daß die Abtastfrequenz konstant gehalten werden muß.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erreicht durch mindestens eine Rechenschaltung, durch die die Vektorensignale mit sinusförmigen Referenzsignalen in der Weise verknüpft werden, daß-ein«». Sinusschwingung konstanter Amplitude entsteht, deren Phase für die Richtung der abzutastenden Kurve representativ ist, und dadurch daß die Sinusschwingung einer Schwellwertvergleichsschaltung zugeführt wird, um Freigabesignale zu gewinnen, die der Torschaltung zugeführt werden.

Durch die erfindungsgemäße Verknüpfung der Vektorensignale mit den sinusförmigen Referenzsignalen wird eine Sinusschwingung erzeugt, deren Phase eine Funktion der Winkelstellung des Abtastkopfes und der Kurvenrichtung ist. Die Frequenz dieser Schwingung stimmt mit der Umlauffrequenz des Abtastkopfes •iberein. Erfindungsgemäß wird diese Sinusschwingung einer Schwellwertvergleichsschaltung zugeführt, so daß hieraus Freigabesignale gewonnen werden, die zum Öffnen der Torschaltung dienen. Ändert sich die Rotationsfrequenz des Aufnahmebereichs, so ändert sich auch die Frequenz, mit der das Freigabesignal erzeugt wird. Somit ist eine Änderung der Rotationsfrequenz des Aufnahmebereiches unschädlich. Vielmehr wird die Schaltung durch das genannte Freigabesignal auch bei Unterbrechung der Kurve stets in dem Moment empfindlich gemacht, in dem sich der Aufnahmebereich in einer Drehposition befindet, in der die Fortsetzung der Kurve zu erwarten ist. Ein Umkehren des Abtastkopfes bei einer kurzen gewollten oder ungewollten Unterbrechung der Kurve wird somit vermieden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in

den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Dabei ist die Abtasteinrichtung und insbesondere der Abtastkopf sowie die Antriebsvorrich- ϊ tungen in den zueinander senkrechten Koordinatenrichtungen beispielsweise gemäß US-PS 33 95 282 ausgeführt

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen n> Schaltungsanordnung,

Fig.2 und 2a zusammen ein mehr ins einzelne gehende Schaltbild eines Teils der Anordnung nach Fig. 1,

Fig.3 und 3a eine Reihe von Wellenformen zur π Erläuterung der Betriebsweise der Erfindung.

F i g. 1 zeigt einen kreisförmig umlaufenden Abtastkopf 10 mit drei Ausgängen. Er gibt an der Klemme 11 eine Sinusspannung, an der Klemme 12 eine Kosinusspannung und an der Klemme 13 einen Puls ab. i<> Letzterer wird von der photoelektrischen Vorrichtung erzeugt und zeigt die relative Lage der abgetasteten Linie an.

Die Ausgangsspannung der Klemme 11 gelangt über einen Trennverstärker 14 auf den Abtast- und Haltekreis 15 und die Multiplikationsstufe 16. Die Ausgangsspannung des Abtast- und Haltekreises 15 gelangt auf die Klemme 17, die zum Y-Antriebsverstärker führt. Die Ausgangsspannung der Klemme 12 geht ebenso über den Trennverstärker 18 zum Abtast- und jo Haltekreis 19 und der Multiplikationsstufe 20. Die Ausgangsklemme 21 des Abtast- und Haltekreises 19 stellt den Eingang des Antriebsverstärkers in X-Richtung dar. Die Ausgangsspannung der Klemme 13 gelangt über einen Spannungsverstärker 22 und einen Impulsformer 23 auf den Abtastimpulserzeuger 26. Der von diesem abgegebene Puls wird über die Klemme 27 auf die Abtast- und Haltekreise 15 und 19 gegeben. Die Ausgangssignale der Multiplikationsstufen 16 und 20 gelangen über den Summierverstärker 28 auf das <*o Vergleichsglied 29. Ferner wird dem Vergleichsglied 29 eine Bezugsspannung an der Klemme 30 zugeführt. Das Ausgangssignal des Vergleichsglieds geht auf die Torschaltung 32. An dieser liegen auch die Ausgangssignale der Kurvensuchstufe 33, die vom Impulsformer 23 beaufschlagt wird, und der Austastrtufe 34. Diese leitet ihr Eingangssignal von der Klemme 27 ab. Dasselbe gilt für den Anzeiger des Linienendes 35, dessen Ausgangssignal ebenfalls auf die Torschaltung 32 gegeben wird. Das Ausgangssignal cter Torschaltung 32 dient zur >o Steuerung des Abtastimpuls-Multivibrators 26.

Allgemeine Betriebsbeschreibung

Der umlaufende Abtastkopf 10 erzeugt sinusförmige Ausgangsspannuugen an den Klemmen 11 und 12, die auf die Abtast- und Haltekreise 15 und 19 gegeben werden. Die an der Klemme 13 auftretenden Abtastimpulse werden so verarbeitet, daß sich ein zeitlich mit der Abtastung der Linie zusammenfallender Steuerimpuls ergibt. Dieser dient zur Betätigung der Abtast- und t>o Hältekreise derart, daß dieselben je eine Ausgangsspan= nung abgeben, die der Amplitude der im Zeitpunkt des Auftretens des Prüfimpulses an <ler Klemme 27 am Eingang des betreffenden Kreise* vorhandenen Spannung proportional sind. Die so gewonnenen Spannun- b5 gen dienen zur Steuerung der Antriebsverstärker für die Verschiebung in X- und y-Richtung.

Die bis hierher beschriebene Schaltungsanordnung bewirkt, daß die X- und V-Verstärker den Abtastkopf jeweils der Kurve nachführen. Zur Gewährleistung einer bestimmten Fortschreitungsrichtung muß zwischen den beiden bei jedem Umlauf des Abtastkopfes auftretenden Impulsen unterschieden werden. Derjenige Impuls, der bei Überquerung der abzutastenden Kurve in Abtastrichtung vor dem Abtastkopf entsteht, wird im folgenden »vorlaufender«, der andere »nachlaufender« Impuls genannt

Diese Unterscheidung wird durch die Torschaltung 32 bewirkt, die den Steuerimpuls-Multivibrator während eines gewissen Zeitintervalls sperrt und dadurch den nachlaufenden Impuls unterdrückt Hierzu dient hauptsächlich der Austastkreis 34, der beim Auftreten eines Steuerimpulses einen Austastimpuls erzeugt, der mehr als 180° der Umlaufperiode des Abtastkopfes dauert.

Nun würde aber bei einer zufälligen oder absichtlichen Unterbrechung der abgetasteten Kurve kein Steuerimpuls durch eine vorlaufende Abtastung erzeugt und deshalb wird der Austastkreis erst betätigt, wenn der nächste Impuls empfangen wirr Dies ist in diesem Falle meistens der nachlaufende AbtaS-inipüls; infolgedessen würde die Abtasteinrichtung umgesteuert und der Kurve in Gegenrichtung folgen. Um dieses Problem zu beherrschen, wird von den Schaltelementen 16,20,28 und 2£ ein Hilfsaustastimpuls erzeugt. Hierauf wird nachstehend näher eingegangen.

F i g. 2 und 2a zeigen ein mehr ins einzelne gehendes Schaltbild des mit einer gestrichelten Linie eingerahmten Teils der F i g. 1. Der Abtastimpuls vom Lichtfleckabtaster tritt an der Klemme 13 auf und wird dem oberen Abschnitt eines Doppelvergieichsgliedes 38 zugeführt, dessen Pegel mittels eines Pegelsignals an der Klemme 39 stabilisiert ist. Das Ausgangssignal wird im NOR-Glied 40 negiert. Dieses Ausgangssignal der in F i g. 3 bei a gezeigten Form wird auf den Steuerimpulsgenerator gegeben, der einen monostabilsn Multivibrator 41 enthält. Er wird durch einen negativen Spannungssprung angestoßen. Die Breite des erzeugten Impulses läßt sich mittels des Widerstandes 42 einstellen. Die Transistoren Q1 und QA dienen nur zur Verstärkung des Ausgangssignals und zur Umwandlung desselben in einen negativen Impuls mit der Amplitude 24 Volt. Der monostabile Multivibrator wird ferner von dem an der Klemme 43 angelegten Potential gesteuert; dieses muß positiv sein, bevor der Multivibrator angestoßen werden kann.

Die Klemme 43 ist die Ausgangsklemme der Torschaltung 32 in F i g. 1. Diese besteht aus einer Kette von NOR-Gliedern 44,45,46 und 47. Das NOR-Glied 44 leitet sein Eingangssignal vom Austastkreis 34 ab. der den monostabilen Kippkreis 48 enthält. Dieser Kippkreis wird vom Ausgangssignal des monostabilen Mult;v:.brators 41, das bei b in Fig.3 dargestellt ist, gekippt und hat das Ausgangssignal der Form c in F i g. 3. Es besteht ^us positiven Impulsen, die jeweils an der negativen Kante der Impulse b beginnen und eine bestimmte Dauer haben, die hier etwa 300° einer Umlaufperiode des Abtastkopfes entspricht. Ein weiteres Eingangssignal des NOR-Gliedes 44 ist vom NOR-Glied 45 abgeleitet, Das eine Eingangssignal des NOR-Gliedes 45 kommt vom unteren Teil des Doppelkomparators 38, der dem Vergleichsglied 29 in Fig. 1 entspricht. Dieser Komparator stabilisiert ein Austastsignal, das von der Klemme 50 (F i g. 2a) des Austastgenerators abgeleitet ist, der den Schaltelementen 16, 20 und 28 in F i g. 1 entspricht. Ein weiteres Eingangssignal des NOR-Gliedes 45 komm: vom

NOR-Glied 46, das ebenfalls zwei Eingänge aufweist. Der eine Eingang kommt vom Anzeigekreis 33 für das Linienende und führt das Signal /in F i g. 3. Dieser Kreis enthält eine monostabile Kippstufe 51, die mit dem Ausgang des Multivibrators 41 verbunden ist und im positiven Zustand verbleibt, bis 45 Millisekunden nach dem Eintreffen des letzten Impulses vom Multivibrator 41 verstrichen sind. Unter normalen Bedingungen, wenn eine Kurve von dem Lichtabtaster erfaßt wird und der Abtastkopf umläuft, werden also Impulse mit solcher Wiederholfrequenz produziert, daß der Ausgang der Anzeigestufe 51 positiv bleibt.

Diese positive Spannung bewirkt auch das Aufleuchten der Leuchtdiode 52, die die Abtastung einer Kurve anzeigt und die Wartung der Schaltungsanordnung erleichtert. Ein weiterer Eingang des NOR-Gliedes 46 ist mit dem NOR-Glied 47 verbunden. Dieses empfängt ein Eingangssignal von einem Schalter 53, der in seiner offenen Sieiiung eine Spannung von 5 Vü!i auf den Eingang des NOR-Gliedes 45 gibt, in seiner geschlossenen Stellung dagegen den Eingang erdet. Ein weiterer Eingang des NOR-Gliedes 47 kommt von dem Kurvensuchkreis 43 in Fig. 1, der einen monostabilen Kippkreis 55 enthält.

Der Kippkreis 55 wird vom NOR-Glied 40 unmittelbar beaufschlagt und so lange in seinem instabilen Zustand, als Impulse empfangen werden, welche die Anwesenheit einer Kurve anzeigen. Wenn keine derartigen Impulse vorliegen, kehrt der Kippkreis in seinen stabilen Zustand zurück, so daß sein Ausgangssignal, das auf den monostabilen Kippkreis 54 und das NOR-Glied 56 gegeben wird, zu Null geht.

Die monostabile Kippstufe 54 bewirkt eine Impulsverlängerung; wenn das Ausgangssignal der Kippstufe 55 wegen Ausbleiben der Eingangsimpulse zu Null geht, wird das Ausgangssignal der Kippstufe 54 nach einer Verzögerung, die durch die Spannung an der Klemm? 57 bestimmt ist, ebenfalls zu Null. So läßt sich beispielsweise eine Verzögerung von 4 Sekunden einstellen. Sind beide Eingangssignale der Kippstufe 54 gleich null, so tritt am Ausgang eine Eins auf (Kurve r in F ig. 3a).

Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 56 (Kurve s in Fig.3a) geht zum NOR-Glied 57. Das andere Eingangssignal des NOR-Gliedes 57 kommt von dem Schalter 58, der je nach seiner Stellung ein Potential von 5 Volt oder Erdpotential anlegt. In der unteren Stellung des Schalters ist das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 57 immer null In der oberen Stellung geht das Ausgangssignal nach Eins, wenn das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 56 gleich null ist Der Verlauf dieser Ausgangsspannung ist bei fin F i g. 3a dargestellt Sie wird auf ein weiteres NOR-Glied 59 gegeben, dessen andere Eingangsklemme geerdet ist Sein Ausgangssignal geht also nach Eins, wenn das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 57 gleich null ist Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 59 (Kurve u in Fig.3a) wird auf das NOR-Glied 60 gegeben. Der andere Eingang des letzteren ist mit dem Schalter 53 verbunden, der je nach seiner Stellung ein Potential von 5 Volt oder Erdpotential liefert Ist der Schalter 53 offen, so ist die Ausgangsspannung des NOR-Gliedes stets gleich nulL Ist der Schalter 53 geschlossen, so geht das Ausgangssignal des NOR-Gliedes nach Eins, wenn das Ausgangssigna! des NOR-Gliedes 59 nach Null geht Das Ausgangssignal ν (F i g. 3a) des NOR-Gliedes 60 wird auf das NOR-Glied 61 gegeben. Der andere Eingang dieses NOR-Gliedes ist mit dem Ausgang des monostabilen Kippkreises 55 verbunden. Solange dieser gleich eins ist (Kurve q in Fig.3a), ist das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 61 (Kurve w in F i g. 3a) pleich null. Ist das Ausgangssignal des Kippkreises 55 gleich s null, so geht das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 61 nach Eins, wenn das Ausgangssignal des NOR-Gliedes

60 gleich null ist. Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes

61 (Kurve w in F i g. 3a) wird über den Transistor Q 6 auf das Suchrelais gegeben und halt dieses normalerweise

ίο angezogen, solange das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 61 gleich null ist. Wenn es zu Eins wird, bedeutet dies, daß der Abtaster keine Linie erfaßt, und zwar fällt es entweder sofort ab oder erst nach einer passenden Verzögerung, je nach dem Zustand der verschiedenen vorhergehenden NOR-Glieder. Du Ausgangssignal des NOR-Gliedes 61 gelangt ferner auf das NOR-Glied 47. Wie F i g. 1 zeigt, ist dies das Ausgangssignal des Kurvensuchkreises 33, das auf die Torschaltung 32

Der Fahrtrichtungs-Bestimmungskreis enthält im wesentlichen die beiden Multiplikationsstufen 62 und 63. Auf den Eingang von 65 wird ein Signal vom Eingang 13 nach Verstärkung im Trennverstärker 14 sowie eine Ausgangsspannung von der Klemme 17 gegeben. Diese beiden Funktionen werden In der Multiplikationsstufe miteinander multipliziert und das Ergebnis auf das Addierglied gegeben, das den Operationsverstärker 64 enthlti. Ferner ist mit dem Operationsverstärker der Ausgang des Multiplikationsgliedes 63 verbunden,

jo dessen beide Eingange denjenigen des Multiplikationsgliedes 62 entsprechen, abgesehen davon, daß sie die Kosinus-Information von dec Klemme 21 und dem Trennverstärker 18 empfangen. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 64 wird auf zwei Transistoren

j5 Q 2 und Q 3 gegeben und erscheint an der Klemme 65. Die beiden Eingangssignale eines Multiplikationsgliedes sind

6 cos(wf+α) und 10cos6.

Das Multiplikationsglied kombiniert diese Eingangssignale. Die Eingangssignale des anderen Multiplikationsgliedes 62 sind

6 sin (tür+α) und 10 sin Θ.

Im Addierglied werden die beiden Ausgangssignale kombiniert so daß sich der Ausdruck

-[6 cos (er+α)] [10 cos β] - (6 sin (»(+β)] [10 sin θ]

so ergibtdergleicheOcosiwf+ix-ejist

Wie man sieht, stellt dieser Ausdruck eine Sü.usfunktion dar, dessen Frequenz mit der Umlauffrequenz des Abtastkopfes übereinstimmt und dessen Phase eine Funktion der Winkelstellung λ des Abtastkopfes und der Kurvenrichtung θ ist

Der positive Scheitel dieser Schwingung entspricht immer der voraussichtlichen Lage des nächsten vorlaufenden Abtastimpulses. Diese Funktion ist bei r in F i g. 3 dargestellt und ergibt nach Beschneidung den bei e in F i g. 3 gezeigten Signalverlauf. Das resultierende beschnittene Signal, das in der Impulslänge stets die gleiche Anzahl von Graden der Umlaufbewegung darstellt und dessen Mitte mit der Kurvenrichtung zusammenfällt, wird auf das NOR-Glied 45 gegeben.

Die an den Komparator 38 angelegte Bezugsspannung ist von der Klemme 50 durch Gleichrichtung in der Diode 66 und Stabilisation mittels verschiedener Bauelemente einschließlich der Diode 67 abgeleitet, um

so einen konstanten Bruchteil der maximalen Amplitude der Sinusfiinktion darzustellen.

Arbeitsweise

Wenn beim Abtastvorgang eine Kurve erfaßt wird, trete Impulse auf, welche die Austastkippstufe 48 beaufschlagen. Diese erzeugt die Impulse c in Fig. 3. Jeder der positiven Impulse hat eine Dauer, die etwa 300° des Umlaufs des Abtastkopfes entspricht.

Der nächste negative Spannungssprung am Schluß des betreffenden Impulses tritt also etwa 60° vor dem Auftreten des nächsten von der abgetasteten Kurve erzeugten vorlaufenden Abtastimpulses auf, falls die Kurve mehr oder weniger gerade ist. Wenn sie von einer geraden Linie abweicht, wird der nächste vorlaufende Abtastimpuls in die Impulslücke fallen. Der Abtastimpuls kippt bei seinem Auftreten die monostabile Kippstufe 48 wieder in den instabilen Zustand, wo er abermals für 300° bleibt und dann wieder in den stabilen negativen Zustand zurückkehrt. Die so erzeugten negativen Impulse werden im NOR-Glied 44 umgekehrt und erscheinen an der Klemme 43 im positiven Sinne, wodurch der monostabile Multivibrator 41 durch den nächsten auftretenden Abtastimpuls angestoßen werden kann. Falls aber kein Impuls vorhanden ist, um die Austast-Kippstufe 48 wieder in den instabilen Zustand zu versetzen, kann es vorkommen, daß der monostabile Multivibrator 41 auch beim Auftreten eines nachlaufenden fi htastimpulses geöffnet ist.

Der Austastimpuls vom Doppelkomparator 38 wird auf das NOR-Glied 45 gegeben und hat nach Umkehrung in demselben, wenn man vom oberen Eingang zunächst absieht, die Form e in F i g. 3. Dieser Puls tritt stets auf. unabhängig vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Impulsen am Ausgang der monostabiien Kippschaltung 4i, und hat eine Periode, die normalerweise bis zum nächsten vorlaufenden Abtastimpuls reicht. Wenn das Austastglied 48 im negativen Zustand bleibt, bewirkt der Impuls vom Doppelkomparator, der am Eingang des NOR-Gliedes 44 negativ verläuft, einen positiven Impuls an der Klemme 43, wodurch der Multivibrator 41 geöffnet wird.

Damit der Öffnungsimpuls vom Doppelkomparator wirksam bleibt, muß die obere Klemme des NOR-Gliedes 45 negativ sein und so einen negativen Impuls am Ausgang ergeben, wenn die untere Klemme positiv wird. Damit diese obere Klemme des NOR-Gliedes 45 negativ ist, muß einer der Eingänge des NOR-Gliedes 46 positiv sein. Solange eine Kurve erfaßt wird, erzeugt der Anzeiger 51 für das Kurvenende eine positive Ausgangsipannung, die auch nach dem letzten empfangenen Impuls 45 Millisekunden lang positiv bleibt. Solange leuchtet auch die Lumineszenzdiode 52 nach und die obere Klemme des NOR-Gliedes 46 bleibt positiv.

Die untere Klemme des NOR-Gliedes 46 bleibt positiv, falls nicht einer der Eingänge des NOR-Gliedes 47 positiv ist Die untere Klemme des NOR-Gliedes 47 wird mit einer positiven Spannung beaufschlagt, solange der Schalter 53 offen ist Deshalb bleibt das Ausgangssigna! des NOR-Gliedes 47 positiv, wenn dieser Schalter geschlossen ist und die obere Klemme des NOR-Gliedes 47 negativ ist

Die obere Klemme des NOR-Gliedes 47 wird vom Ausgang des NOR-Gliedes 61 gesteuert, das seinerseits das Schlußglied einer Kette 56 bis 61 von NOR-Gliedern bildet. Das erste Glied dieser Kette wird von der monostabilen Kippstufe 54 beaufschlagt, der nach einem festen Verzögerungsintervall auf den Wert Null kippt, => nachdem sein Eingang vom monostabilen Kippglied 55 zu Null gegangen ist. Solange eine Kurve abgetastet wird, erzeugt die Kippstufe 55 ein positives Ausgangssignal. Wenn aber die Abtastimpulso ausbleiben, verschwindet das Ausgangssignal der Kippstufe 55. Die

ίο Kippstufe 54 bleibt dann noch während einer Zeitdauer positiv, die durch die Spannung an der Klemme 57a bestimmt wird und kehrt dann in den stabilen negativen Zustand zurück. Wenn beide Eingangssignale des NOR-Gliedes 56 negativ sind, ist das Ausgangssignal positiv. Es kann die Polarität des Ausgangssignals des NOR-Gliedes 57 beeinflussen, wenn der Schalter 58 in seiner oberen Stellung ist. In der unteren Stellung gelangt dagegen ein positives Potential auf die untere Klemme des NOR-Gliedes 57, so daß sein Ausgang stets null ist. Wenn beide Eingangssignaie des NÖR-Giiedes 59 gleich null sind, ergibt sich ein positives Ausgangssignal, aber da die untere Klemme geerdet ist, dient dies zur Umkehrung des Eingangssignals. Sind beide Eingangssignale des NOR-Gliedes 60 negativ, nämlich einer vom Schalter 53 und einer vom NOR-Glied 59, so ist sein Ausgang positiv. Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 60 gelangt auf das NOR-Glied 61. Wenn beide Eingangssignale desselben negativ sind, ist sein Ausgangssignal positiv und sperrt den Transistor Q 6, wodurch das Kurvenfolgerelais abfällt und ein positives Potential auf die obere Klemme des NOR-Gliedes 47 gelangt. Das positive Potential gelangt also nur dann auf die Klemme 47, wenn das Impulsverlängerungsglied 54 gekippt hat. Wenn in diesem Zeitpunkt der Schalter 53

geschlossen ist, wird das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 47 negativ. Wenn die Verzögerung auf vier Sekunden eingestellt ist, werden also die Austastimpulse dem multivibrator 4i vier Sekunden lang zugeführt, so daß die Abtasteinrichtung vier Sekunden lang ihre eingeschlagene Richtung beibehält. Ist nach diesem Intervall noch keine Kurvenabtastung festzustellen, so kippt die Stufe 54 und bewirkt das Abfallen des Kurvenfolgerelais, wodurch eine Kurvensuchbewegung eingeleitet wird. 1st dagegen der Schalter 53 offen, so

führt eine fehlende Kurvenabtastung zur Betätigung des Multivibrators 41 durch den nachlaufenden Abtastimpuls, wodurch die Abtastvorrichtung die Fortschreitungsrichtung wechselt Mit dem Schalter 53 kann also die Vorlaufautomatik ein- und ausgeschaltet werden.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung läßt sich leicht anhand der verschiedenen Kurven und Diagramme in F i g. 3 und 3a verfolgen, die mit Buchstaben bezeichnet sind, welche an den entsprechenden Stellen des Schaltbildes in F i g. 2 und

2a wiederkehren. Der linke Abschnitt der dargestellten Kurven entspricht einem Intervall, in dem eine Kurve abgetastet wird. Der nachfolgende Abschnitt bezieht sich auf den Fall, daß ein Impuls zufällig ausfällt Dann folgt ein Abschnitt, der sich auf den Fall bezieht, daß eine Unterbrechung in der abgetasteten Kurve vorliegt und der Schalter 53 geöffnet ist Der letzte Abschnitt betrifft den Fall einer Unterbrechung in der Kurve, wenn der Schalter 53 geschlossen ist F i g. 3a zeigt die Vorgänge, wenn die Kurve endet und der Schalter 53 geschlossen ist

Wie erwähnt ist die Verzögerung der monostabiien Kippstufe 54 von der Spannung an der Klemme 57 abhängig. Wenn diese Spannung proportional zur

Abtastgeschwindigkeit, d.h. der Tangentialgeschwindigkeit des Abtastkopfes gemacht wird, bleibt der Abtastkopf stets in einem bestimmten Abstand von dem Beginn einer Lücke (Rückkehr der Kippstufe 55 in die Ruhelage) stehen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Optischer Kurvenabtaster mit Mitteln zur Wahrnehmung der Lichtrefiexionseigenschaften ei- s ner Fläche über einen rotierenden beim Fortschreiten entlang der abzutastenden Kurve eine Zykloide durchlaufenden Aufnahmebereich, bei dem sowohl beim Oberqueren der abzutastenden Kurve durch den Aufnahmebereich vor dem Abtastkopf (10) als auch hinter dem Abtastkopf (10) — jeweils in Bewegungsrichtung des Abtastkopfes gesehen — Abtastimpulse (a) erzeugt werden, bei dem des weiteren sinusförmige Referenzsignale (k, m) erzeugt werden, die die Drehposition des Aufnahme- bereichs in bezug auf eine Referenzrichtung bestimmen, mit einer Torschaltung (32), die aus den Abtastimpulsen (a) diejenigen Abtastimpulse auswählt, die beim Oberqueren der Kurve durch den Aufnahrapqereich vor dem Abtastkopf (10) entstehen, mit mindestens einem durch die ausgewählten Impulse angesteuerten Abtast-Haltekreis (15, 19), dem die sinusförmigen Referenzsignale zugeführt werden und der ausgangsseitig Vektorsignale (n, o) liefert, die die Richtung der Kurve in bezug auf die Referenzrichtung angeben, gekennzeichnet durch mindestens eine Rechenschaltung (16, 20, 28), durch die die Vektorensignale (n, o) mit den sinusförmigen Referenzsignalen (k, m) in der Weise verknüpft werden, daß eine Sinusschwingung (p) konstanter Amplitude entsteht, deren Phase für die Richtung der abzutastenden Kurve repräsentativ ist, und dadurch daS die Sinusschwingung (p) einer Schwellwertverglcichsscijalturr (29) zugeführt wird, um Freigabesignale (g) zu gewinnen, die der Torschaltung (42) zugeführt werden.

2. Abtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Freigabesignal in gleicher Phase hinsichtlich der Winkelstellung des Abtastkopfes auch dann erzeugt wird, wenn ein oder mehrere Abtastimpulse ausfallen.

3. Abtaster nach Anspruch 2, dadurch gekernzeichnet, daß das Zeitintervall, in dem das Freigabesignal weiter erzeugt wird, einstellbar ist.

4. Abtaster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Freigabesignal (c) aus den ausgewählten Impulsen und ein zweites Freigabesignal (e) aus der richtungsabhängigen Sinuskurve abgeleitet wird und daß eine Schaltung (44,45,46) die selektive Verwendung des einen oder des anderen Freigabesignals ermöglicht.

5. Abtaster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählschaltung durch Auftreten oder Nichtauftreten einer Kurvenabtastung umgesteuert wird.