DE2417289A1

DE2417289A1 - Kurvenfolgeeinrichtung

Info

Publication number: DE2417289A1
Application number: DE2417289A
Authority: DE
Inventors: Aurel Dipl Ing Schlick; Heinz Schreyer
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1974-04-09
Filing date: 1974-04-09
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE2417289C3; SE407298B; CH593522A5; FR2267210B1; GB1483399A; DE2417289B2; US3995154A; SE7503843L; FR2267210A1

Description

PATENTANWÄLTE ^Hl/289

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 9· April 1974-M/jo - S 2610

Erwin Sick, Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch

Kurvenfolgeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kurvenfolgeeinrichtung mit einem die zu verfolgende Linie zumindest mit einer wesentlichen Querkomponente abtastenden optischen Abtastkopf, der entlang der Linie mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit als der Abtastgeschwindigkeit bewegbar angeordnet und an ein Steuergerät angeschlossen ist, welches aus den vom Abtastkopf gelieferten Signalen Steuersignale zur Bewegung des Abtastkopfes entlang der Linie bildet, wobei Markierungen an der Linie über den optischen Abtastkopf zur Auslösung weiterer Steuerbefehle verwendet werden.

Derartige Vorrichtungen werden z.B. zum Abtasten von auf Schablonen vorgezeichneten Kurvenbahnen und zur Nachführung eines Werkzeuges verwendet. Dabei tastet der Abtastkopf die eine konstante Breite aufweisende !Führungslinie z.B. kreisförmig ab (DT-OS 2 204 118). Der Mittelpunkt der Kreisbahn befindet sich dabei auf einer Kante der Linie, d.h., daß die beim Überfahren der Li-

DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-INC. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN, f

β MÖNCHEN S3. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART OO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270,^

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nienkante erzeugten Impulse für die Steuerung ausgenutzt werden. Bei einer derartigen Abtastung treten Impulse z.B. bei O und 180° auf, welche in einer geeigneten elektronischen Schaltung ausgewertet werden, um bei Abweichungen von der Sollanordnung der kreisförmigen Abtastlinie in bezug auf die zu verfolgende Linie Koordinatenmotoren am Äbtastkopf bzw. dem nachgeführten Werkzeug so zu steuern, daß eine etwa festgestellte Fehlausrichtung korrigiert wird.

Die Abtastkurve des Abtastkopfes muß nicht notwendigerweise kreisförmig sein. Wesentlich ist hingegen, daß bei der Abtastung eine wesentliche Abtastkomponente quer zu der zu verfolgenden Linie vorliegt. Bevorzugt wird die Linie genau in Querrichtung abgetastet, was bei der bekannten kreisförmigen Abtastung ebenfalls gegeben ist.

Ein Problem bei derartigen Kurvenfolgevorrichtungen besteht darin, daß z.B. beim Abfahren von Konturlinien wegen des Ein- und Ausfahrens bestimmte Bereiche der Kontur mehrfach abgefahren werden müssen, so daß in diesen Bereichen keine Markierungen für die Auslösung eines Steuervorganges angebracht werden können, die sich auf ein am Schluß des betreffenden Abschnittes erforderliches Abbiegen nach der einen oder anderen Seite beziehen.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, daß Steuerbefehle für das Abbiegen des Abtastkopfes an einer Verzweigungsstelle bereits vor dem mehrfach durchfahrenen Wegabschnitt angeordnet werden, wobei gewährleistet sein soll, daß gleichwohl die erforderlichen Steuerbefehle an geeigneter Stelle mit hoher Genauigkeit und ohne die Gefahr von Fehlern gegeben werden.

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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein mit einer der Geschwindigkeit des Abtastkopfes proportionalen Spannung gespeister Integrator vorgesehen ist, der von dem Erscheinen einer Markierung der Linie im Bereich des Abtastkopfes ab ein dem zurückgelegten Weg proportionales Signal liefert, in Abhängigkeit von dem die weiteren Steuerbefehle gegeben werden. Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, daß vor einem mehrfach durchlaufenen Abschnitt Codemarkierungen auf einem nur einfach vom Abtastkopf überfahrenen Abschnitt der Konturlinie angebracht werden, wobei die Codemarken den Integrator anstoßen, welcher dann nach Ablauf eines voreingestellten Weges (und nicht nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit) Steuerbefehle, wie "Rechts abbiegen", "Links abbiegen", "Mitte" oder "Bremsen", auslöst. Aufgrund dieser Lösung haben z.B. Geschwindigkeitsschwankungen beim Vorschub des Abtastkopfes bzw. des Werkzeuges keinen Einfluß mehr auf die Genauigkeit derjenigen Stelle, an der die Auslösung des Steuerbefehls erfolgt. Beispielsweise kann der Abtastkopf und das Werkzeug sogar zeitweise angehalten werden, ohne daß die Steuerautomatik beeinträchtigt wird. Ein derartiges Anhalten kann z.B. bei einer geringfügigen Störung am Werkzeug erforderlich sein. Nach Beheben der Störung braucht die Bedienungsperson die automatische Abtastung nur erneut einzuschalten und der Vorgang läuft ohne die Gefahr von anschließenden Fehlern unverändert weiter.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die an der Konturlinie vorgesehene Markierung in einer Linienverengung besteht. Diese Ausführung hat gegenüber einer seitlichen Marke an der Konturlinie (DT-OS 2 204 118) den Vorteil, daß die Codierung auch dann verwendbar ist, wenn an der

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Konturlinie Abzweigungen vorgesehen sind, die nach einem bestimmten Steuerprogramm ebenfalls durchfahren werden sollen. Sofern nämlich die Codierung in seitlich wegstehenden Marken untergebracht ist, wird ein Steuersignal in unerwünschter Weise auch dann ausgelöst, wenn der Abtastkopf über eine Abzweigung von der Konturlinie hinwegfährt. Nachdem die Erfindung jedoch bevorzugt mit einer Linienverengung arbeitet, kann beim Überfahren des Abtastkopfes über eine Abzweigung ein unerwünschtes Steuersignal nicht mehr ausgelöst werden. Die Abzweigung entspricht nämlich - vom Abtastkopf aus gesehen - einer zeitweisen Linienverdickung, während die Steuersignale nur bei einem Engerwerden der Linie ausgelöst werden.

Die Linienverengung hat dabei zweckmäßigerweise eine solche Länge im Vergleich zur Vorschubgeschwindigkeit des Abtastkopfes, daß während des Abfahrens der Linienverengung mehrere Abtastungen erfolgen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Linienverengung sicher erfaßt wird.

Um eine größere Zahl unterschiedlicher Steuerbefehle er fassen zu können, ist eine Codierung zweckmäßig in mehreren hintereinander angeordneten Linienverengungen zusammengefaßt, wobei für eine Codierung maximal vier Linienverengungen vorgesehen sein sollen. Es können somit vier verschiedene Steuerbefehle untergebracht werden.

Der Abstand zweier zu einer Codierung gehörender Linienverengungen ist zweckmäßig gleich der Länge einer Linienverengung. Auf diese Weise kann die Vorrichtung einwandfrei zwischen den verschiedenen aufeinanderfolgenden Linienverengungen unterscheiden, und es werden die Codie-

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rungen auf einem noch vertretbaren Platz entlang der Länge der Konturlinie untergebracht.

Eine besonders vorteilhafte praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß an den Integrator ein erster Komparator angeschlossen ist, an dessen anderem Eingang ein erstes vorgebbares Wegsignal ansteht und dessen Ausgang an eine Auswerteeinheit angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von der an der Linie vorgesehenen Codierung ein Steuersignal abgibt, sobald die vorgegebene Wegstrecke abgelaufen ist. Die Auswerteeinheit ist dabei bevorzugt an einen Zähler angeschlossen, der die Linienverengungen zählt und dadurch die Auswerteeinheit entsprechend der durch die Anzahl von Linienverengungen gegebenen Codierung einstellt, so daß die Auswerteeinheit beim Auftreten des ersten Wegsignals das der Codierung entsprechende Steuersignal abgibt. Der Zähler wertet also die in den Linienverengungen untergebrachten Codierungen aus und steuert die Auswerteeinheit entsprechend. Es ist an dieser Stelle noch zu bemerken, daß die Codierungen ausschließlich auf Wegstrecken der Konturlinie untergebracht werden müssen, die nur einmal vom Abtastkopf durchlaufen werden. Da andererseits die Steuerbefehle bevorzugt auf Wegstrecken abgegeben werden sollen, die vom Abtastkopf mehrfach durchlaufen werden, sind die in den Komparator eingegebenen Wegsignale stets langer als die Strecke, auf der die aus mehreren Linienverengungen bestehende Codierung untergebracht ist.

Zweckmäßig ist an den Integrator ein zweiter Komparator angeschlossen, an dessen anderem Eingang ein zweites vorgebbares Wegsignal ansteht und dessen Ausgang an dem Rückstelleingang des Zählers anliegto Der zweite an dem

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zweiten Komparator vorgebbare Weg ist also länger als der vom ersten Komparator gegebene Weg. Das zweite Wegsignal stellt nach Ablauf einer Siaierperiode den Zähler auf null und auch die Auswerteeinheit zum Empfang der nächsten Codierung zurück.

Der Zähler ist zweckmäßigerweise von Impulsen gesteuert, die jeweils einer Linienverengung zugeordnet sind. Das heißt, daß der Zähler beim Überfahren des Abtastkopfes über die Linienverengungen jeweils um eine Einheit weiterschaltet.

Sine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Abtastimpulse gegebenenfalls nach Invertierung einem Bandpaß zugeführt sind, dessen Ausgang zur Bildung der Zählersteuerimpulse verwendet wird. Der Bandpaß besteht dabei vorteilhafterweise aus einem Tiefpaß mit nachgeschaltetem Hochpaß. Der Bandpaß bildet das arithmetische Mittel der empfangenen Impulse. Der Hochpaß unterdrückt dabei den Absolutwert (Gleichkomponente), so daß nur die Änderungen durchkommen. Die Zeitkonstante des Hochpasses muß größer oder gleich der Zeit sein, die der Abtastkopf braucht, um entlang einer Linienverengung sich zu bewegen.

Der Bandpaß ist zweckmäßig an einen Komparator angeschlossen, dessen anderem Eingang eine Schwellenspannung zugeführt ist. Diese Maßnahme dient einmal zur Formung eines sauberen Rechteckimpulses und zum anderen dazu, eine Auslösung des Zählers durch geringfügige Fehler an der Konturlinie, Verschmutzung oder dergleichen unmöglich zu machen. Durch Einstellung einer geeigneten Höhe der Schwelle kann gewährleistet werden, daß eine Auslösung nur dann erfolgt, wenn tatsächlich eine ein-

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gezeichnete Linienverengung an der Konturlinie vorliegt. Die Schwellenspannung ist natürlich geringer als die Höhe des "vom Bandpass durchgelassenen Impulses im IPaIIe der Abtastung einer Linienverengung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Ausgang des !Comparators an den Auslöseeingang eines weiteren Integrators angelegt, der ebenfalls eine der Geschwindigkeit des Abtastkopfes proportionale Spannung empfängt und dessen Ausgang einem weiteren Komparator zugeführt ist, dessen anderer Eingang mit einer Schwellenspannung beaufschlagt ist und dessen Ausgang den Zähler steuert. Aufgrund dieser vorteilhaften Ausbildung wird auch die Impulslänge noch überprüft, denn wenn der Impuls nicht die erforderliche Länge hat, reicht die am Ausgang des Integrators anstehende zunehmende Spannung nicht aus, um die weitere Schwellenspannung zu überwinden. Erfindungsgemäss wird also auch noch die Impulslänge automatisch mit geprüft. Es handelt sich hier also um eine Codiermarkenprüfschaltung. Im Falle der Impulslängenprüfung kann die Markierung auch in einer Linienverdickung bestehen, da durch Wahl einer geeigneten Markierungslänge ohne weiteres von den geringeren Breiten etwaiger Abzweigungen oder Kreuzungen unterschieden werden kann.

Der schliesslich am Ausgang des weiteren Komparators anstehende Rechteckimpuls wird im Zähler so ausgewertet, dass lediglich seine hintere Planke für die Auslösung verwertet wird. Auf diese Weise hat die Länge des schliesslich gebildeten Impulses keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Konturlinie mit Einfahrt und Ausfahrt, bei der die Kurvenfolgevorrichtung gemäss der Erfindung mit besonderem Vorteil angewendet wird,

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Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht der zu verfolgenden Konturlinie, wobei die Abtastbahn des optischen Abtastkopfes schematisch angedeutet ist,

Fig. 3 eine zu Figur 2 analoge Draufsicht zur Veranschaulichung einer Konturlinie mit mehreren zu einer Codierung gehörenden Linienverengungen,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Kurvenfolgevorrichtung,

Fig. 5 ein Impulsdiagramm der in Figur 4 gezeigten Schaltung beim Abtasten einer Linienverengung und

Fig. 6 ein Impulsdiagramm der Schaltung nach Figur 4 im Anschluß an die Abtastung einer Codierung auf der Konturlinie.

Nach Figur 1 soll ein schematisch dargestellter Abtastkopf 11 in der durch einen Pfeil veranschaulichten Weise an einer Einmündungsstelle 20 in eine abzufahrende Konturlinie 13 einmünden. Während des Abtastens der Konturlinie 13 soll beispielsweise mit einem gleichlaufend geführten Werkzeug eine Bearbeitung an einem Werkstück stattfinden. Nach einmaligem Umlauf der Konturlinie 13 läuft der Abtastkopf 11 dann noch erneut über den gemeinsamen Abschnitt 19 und soll dann an der Stelle 21 nach rechts abzweigen, um dann beispielsweise zu einer weiteren abzutastenden Konturlinie zu fahren.

Um nun zu verhindern, daß der Abtastkopf 11 beim Überfahren der Einmündungs- bzw. Abzweigungsstellen 20, 21 ein Steuersignal auslöst, sind die Steuercodierungen

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nicht - wie bekannt - als seitlich von der Konturlinie wegstehende Marken, sondern als besonders deutlich aus Figur 2 hervorgehende Linienverengungen 12 ausgebildet. Ebenso wie die Konturlinie 13 eine konstante Breite hat, weist auch die Linienverengung 12 eine gleichbleibende Breite auf. Der Abtastkopf 11 tastet die Konturlinie 13 entlang der schematisch wiedergegebenen Kurve 22 ab, d.h. die Abtastung erfolgt auf Kreisbahnen, wobei gleichzeitig ein gewisser Vorschub in Richtung der Längserstreckung der Linie 13 vorliegt. Der Abtastkopf 11 ist nur schematisch in Figur 2 wiedergegeben.

Der am Ausgang des Impulskopfes 11 anstehende Impulszug ist in Figur 5 im ersten Diagramm wiedergegeben. Es handelt sich hierbei um die Impulsspannung U1.

Wie aus dem Impulsdiagramm U1 hervorgeht, entstehen bei Annahme einer schwarzen Linie auf weißem Grund in gleichmäßigen Abständen nach unten gehende Impulse, deren Breite der Linienbreite entspricht. Diese Impulse werden schmäler, wenn die Abtastung im Bereich der Linienverengung 12 erfolgt.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Abtastung entweder mittels des vorderen oder hinteren Abtastabschnittes des Abtastkreisbahn erfolgt. In gleicher Weise ist auch eine linear in Querrichtung hin- und hergehende Abtastung beispielsweise mittels eines Schwingspiegels denkbar.

Nach Figur 4 werden die vom Abtastkopf kommenden Impulse U1 zunächst einem Inverter 17 zugeführt, der hieraus den aus Figur 5 hervorgehenden Impulszug mit positiv ge-

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henden Impulsen U2 formt. Diese Impulse werden einem aus einem Tiefpaß 18a und einem Hochpaß 18t) bestehenden Bandpaß zugeführt, deren Ausgangsspannungen U3, U4 ebenfalls in Figur 5 schematisch wiedergegeben sind. Die Zeitkonstante des Tiefpasses 18a muß ausreichend lang gewählt werden, damit eine Impulsform gemäß Figur 5 entsteht.

Die Spannung U4 ist gemäß Figur 4 an einen Komparator Κ4 angelegt, dem eine Schwellenspannung US4 zugeführt ist, deren Höhe in bezug auf die Ausgangsspannung des Bandpasses 18a, 18b in etwa der Figur 5 zu entnehmen ist, Am Ausgang des !Comparators K4 erscheint demnach beim Überfahren einer Linienverengung 12 ein Rechteckimpuls gemäß dem Impulsdiagramm U5 in Figur 5.

Der Ausgang des Komparators K4 ist an den Auslöseeingang 23 eines Integrators 12 angelegt, dessen Eingangsspannung der Vorschubgeschwindigkeit des Abtastkopfes 11 proportional ist. Beim Erscheinen des Rechteckimpulses U5 am Ausgang des Komparators K4 beginnt der Integrator 12 gemäß dem Impulsdiagramm U6 in Figur 5, die EingangsSpannung zu der Ausgangsspannung U6 zu integrieren. Der Ausgang des Integrators 12 ist dann an einen weiteren Komparator K3 angelegt, dessen anderem Eingang eine weitere Schwellenspannung US3 zugeführt ist, deren Größe in bezug auf U6 in etwa der Figur 5 zu entnehmen ist. Erst wenn die vom Integrator 12 abgegebene Spannung U6 die Schwelle t)S3 übersteigt, wird am Ausgang des Komparators K3 ein Rechteckimpuls U7 gebildet, der von einem angeschlossenen Zähler 15 registriert wird.

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Der Zähler 15 ist mit einer Auswerteeinheit 14 verbunden, welche je nach der Anzahl gezählter Impulse U7 auf verschiedene mögliche Steuerbefehle, z.B. Links (Li), Mitte (M), Rechts (Re) oder Bremsen (Br) eingestellt werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Figur 4 zählt der Zähler bis vier und ermöglicht dementsprechend vier unterschiedliche Steuerbefehle in der Auswerteeinheit 14.

Die Auswerteeinheit 14 ist außerdem über eine Leitung 24 mit dem Auslöseeingang 25 eines weiteren Integrators 11 verbunden, der ebenfalls von der der Vorschubgeschwindigkeit des Abtastkopfes 11 proportionalen Spannung beaufschlagt ist.

Sobald der Zähler 15 einen Impuls U7 gezahlt und dies in der beschriebenen Weise an die Auswerteeinheit 14 weitergegeben hat, wird der Integrator 11 über die Leitung 24 ausgelöst, d.h. er beginnt, das an seinem Eingang anstehende Geschwindigkeitssignal zu integrieren. Die Ausgangsspannung des Integrators 11 ist in Figur 6 als U8 dargestellt. Sie repräsentiert den vom Abtastkopf 11 seit Auftreten des Impulses U7 zurückgelegten Weg.

Es ist hier besonders darauf hinzuweisen, daß der Inte- , grator 11 jeweils von dem ersten Impuls U7 einer durch eine oder mehrere Linienverengungen 12 repräsentierten Codierung ausgelöst wird. Ist eine Codierung gemäß Figur 3 z.B. in drei hintereinander folgenden Linienverengungen 12a, 12b, 12c untergebracht, so läuft der Integrator 11 bereits, wenn die Codierungen 12b und 12c weitere Impulse U7 erzeugen. Diese Impulse dienen dann Ie-

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diglich dazu, den Zähler 15 um jeweils eine Einheit weiterzustellen und damit in der Auswerteeinheit 14 das gewünschte Steuersignal einzustellen.

Die Ausgangsspannung U8 des Integrators 11 ist nun gemäß Figur 4 an zwei Komparatoren K1, K2 angelegt, deren anderen Eingängen Wegsignale US1 bzw. US2 zugeführt sind. US1 und US2 sind Signale, die für die in den Figuren 1 und 6 angedeuteten Wege S1 und S2 repräsentativ sind.

Die Spannung US1 entspricht einem Weg S1, der von der ersten Linienverengung 12a bis in den vom Abtastkopf 11 zweimal durchlaufenen Bereich 19 führt. S2 ist ein längerer Weg, der an einer Stelle (in Figur 1 nach der Abzweigung 21) endet, wo alle Steuervorgänge abgeschlossen sind und die gesamte Einrichtung mit dem Zähler und der Auswerteeinheit 14 auf den Ausgangspunkt zurückgestellt werden soll.

Nach Figur 6 erscheint am Ausgang des Komparators K1 ein Ausgangsimpuls U9 dann, wenn die Ausgangsspannung des Integratos 11 den Wert von US1 erreicht hat. Dieses Ausgangssignal U9 wird ebenfalls der Auswerteeinheit 14 zugeführt.

Da der Weg S1 langer ist als der Weg, entlang dessen die gesamte Codierung untergebracht ist, wurde in der Auswerteeinheit 14 bereits das erforderliche Steuersignal vorbereitet, bevor der Impuls U9 an der Auswertednheit 14 erscheint. In diesem Augenblick wird dann am Ausgang der Auswerteeinheit 14 das erforderliche Signal ausgelöst und erscheint am Ausgang der Auswerte-

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einheit 14. Bei dem Beispiel der Figur 1 v/ürde also am Schluß des Weges S1 das Signal "Rechts abbiegen" am Ausgang der Auswerteeinheit 14 erscheinen, so daß der Abtastkopf an der Abzweigungsstelle 21 nach rechts abbiegt.

Um nun nach Durchführung der gewünschten Steuerung die Vorrichtung wieder auf den Ausgangspunkt zurückzuschalten, liefert der Komparator K2 wegen der höheren Wegspannung US2 ein Ausgangssignal U10 (Figur 6) an den Rückstelleingang 16 des Zählers 15. Die höhere Wegspannung US2 ist dabei so gewählt, daß die Rückstellung erst nach der am Ende von S1 befohlenen Siaierung erfolgt.

Die erfindungsgemäße Kurvenfolgevorrichtung arbeitet wie folgt:

Gemäß Figur 1 wird die zu durchfahrende Konturlinie 13 auf ein Blatt Papier oder eine sonstige Unterlage aufgezeichnet, wobei vor der Abzweigung 20 die gewünschten Codierungen in Form einer geeigneten Anzahl hintereinander angeordneter Linienverengungen 12a, 12b berücksichtigt werden.

Die Wegspannungen US1 und US2 an den Komparatoren K1 und IC2 werden jetzt entsprechend den in Figur 1 eingezeichneten gewünschten Wegen S1 und S2 voreingestellt. Die übrigen Schwellenspannungen US3 und US4 an den Komparatoren K3 und K4 sind entsprechend den maximal durch Verschmutzung, schlechte Zeichnung usw. zu erwartenden Fehlern voreingestellt worden.

Der Abtastkopf 11 wird jetzt beispielsweise in die aus Figur 1 ersichtliche Position gebracht, und das Vorrük-

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ken des Abtastkopfes 11 wird eingeleitet.

Sobald der Abtastkopf 11 die Konturlinie 13 umrundet hat und zu der ersten Linienverengungen 12a gelangt, wird mittels des Impulses U7 über den Zähler 15 die.Auswerteeinheit 14 aktiviert, welche ihrerseits über die Leitung 24 den Integrator 11 in Betrieb setzt. Dieser beginnt jetzt, das Geschwindigkeitssignal zu integrieren und die Spannung U8 (Figur 6) abzugeben. Beim Überfahren der zweiten Linienverengung 12b wird der Zähler um eine weitere Einheit weitergestellt» und in der Auswerteeinheit 14 wird das Steuersignal "Rechts abbiegen" vorbereitet.

Sobald der Abtastkopf 11 die Strecke S1 durchlaufen hat, erscheint am Ausgang des !Comparators K1 ein Impulssignal, das das in der Auswerteeinheit 14 vorbereitete Steuersignal am Ausgang derselben nunmehr erscheinen läßt. Aus diesem G-runde biegt der Abtastkopf 11 an der Abzweigsteile 21 nach rechts ab. Sobald dann der Weg S2 durchlaufen ist, erscheint am Ausgang des Komparators K2 das Abschaltsignal U10, das den Zähler 15 und die Auswerteeinheit 14 auf den Ausgangspunkt zurückstellt.

Wie sich besonders anschaulich aus S¹Ig. 1 ergibt, wird das Rechtsabbiegesignal bereits vor Erreichen der Abzweigungsstelle 21 gegeben. Am Ende der Strecke S1 wird also der Abtastkopf 11 zunächst in eine Abzweigungsbereitschaftsstellung gebracht. Dies geschieht erfindungsgemäss vorzugsweise dadurch, dass das normalerweise auf die Breite der Linie 13 eingestellte Abtastfeld 26 des Abtastkopfes 11 nach der Abbiegeseite hin um einen vorbestimmten Betrag erweitert wird. Die Einengung bzw. Erweiterung des Abtastfelde 26 kann durch eine einstellbare mechanische Blende,

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vorzugsweise aber auf elektronischem Wege erzielt werden.

im Ende der Strecke S1 wird also das Abtastfeld 26, das bis dahin nur die Breite der Linie 13 hat, nach rechts erweitert. Auf diese Weise kann der Abtastkopf 11 beim Erreichen der Abzweigungsstelle 21 die nach rechts abzweigende Linie erfassen und dieser aufgrund einer geeigneten elektronischen Schaltung folgen. Am Ende der Strecke S2 wird dann das Abtastfeld 26 wieder auf Linienbreite 1$ zurückgestellt, so dass nunmehr ein erneuter Zyklus beginnen kann.

Es ist noch darauf hinzuweisen, dass die Regelsteilheit bei Einstellung des Abtastfeldes 26 auf die Breite der Konturlinie 13 auf die Hälfte absinkt, was jedoch ohne weiteres hingenommen werden kann. Sollte jedoch ein höherer Grad an lOlgegenauigkeit erwünscht sein, so kann z.B. .entlang einer bestimmten, abzweigungsfreien Strecke das Abtastfeld 26 nach beiden Seiten über die Linienbreite hinaus erweitert werden. Dies kann z.B. entlang der relativ langen abzweigungsfreien Schleife der Konturlinie in i'ig. 1 geschehen. Bei Erscheinen der ersten Linienverengung 12a wird dann jedoch zunächst sofort ein Signal erzeugt, das das Abtastfeld 26 auf die Breite der Linie 13 verengt. Hierdurch ist gewährleistet, dass beim Erreichen der Abzweigungsstelle 20 kein Abbiegen des Abtastkopfes 11 nach rechts befürchtet werden muss. Auch beim Einlaufen des Abtastkopfes 11 über die Abzweigungsstellen 20,21 muss das Abtastfeld auf die Linienbreite zusammengezogen sein, um ein einwandfreies Überlaufen dieser Abzweigungsstellen zu gewährleisten.

Das Linkssignal Li am Ausgang der Auswerteeinheit 14- bewirkt also eine öffnung des Abtastfeldes 26 nach links, während das Rechtssignal Re eine entsprechende Öffnung

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des Abtastfeldes 26 nach rechts bewirkt. Auf diese Weise kommt der Abtastkopf in eine Links- bzw. Rechts-Abbiege-Bereitschaftsstellung, so dass an der nächsten Kreuzungsoder Abzweigungsstelle ein entsprechendes Abbiegen vorsieh geht. Beim Erscheinen des Signals Mitte M wird dagegen die Einengung des Abtastfeldes 26 auf Linienbreite beibehalten, so dass eine anschliessend erscheinende Kreuzung geradlinig überfahren wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

J Kurvenfolgevorrichtung mit einem die zu verfolgende Linie zumindest mit einer wesentlichen Querkomponente abtastenden optischen Abtastkopf, der entlang der Linie mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit als der Abtastgeschwindigkeit bewegbar angeordnet und an ein Steuergerät angeschlossen ist, welches aus den vom Abtastkopf gelieferten Signalen Steuersignale zur Bewegung des Abtastkopfes entlang der Linie bildet, wobei Markierungen an der Linie über den optischen Abtastkopf zur Auslösung weiterer Steuerbefehle verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer der Geschwindigkeit des Abtastkopfes (11) proportionalen Spannung gespeister Integrator (11) vorgesehen ist, der von dem Erscheinen einer Markierung (12) der Linie (13). im Bereich des Abtastkopfes (11) ab ein dem zurückgelegten Weg proportionales Signal liefert, in Abhängigkeit von dem die weiteren Steuerbefehle gegeben werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Markierung in einer Linienverengung (12) besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linienverengung (12) eine solche Länge im Vergleich zur Vorschubgeschwindigkeit des Abtastkopfes (11) hat, daß während des Abfahrens der Linienverengung (12) mehrere Abtastungen erfolgen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e kennzeichne t, daß eine Codierung in

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mehreren hintereinander angeordneten Linienverengungen (12a, 12b, 12c) zusammengefaßt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Codierung maximal vier Linienverengungen (12) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zweier zu einer Codierung gehörender Linienverengungen (12) gleich der Länge einer Linienverengung (12) ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an den Integrator (11) ein erster Komparator (K1) angeschlossen ist, an dessen anderem Eingang ein erstes vorgebbares Wegsignal (US1) ansteht und dessen Ausgang an eine Auswerteeinheit (14) angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von der an der Linie (13) vorgesehenen Codierung ein Steuersignal abgibt, sobald die vorgegebene Wegstrecke abgelaufen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) an , einen Zähler (15) angeschlossen ist, der die Linienverengungen (12a, b, c) zählt und dadurch die Auswerteeinheit (14) entsprechend der durch die Anzahl von Linienverengungen gegebenen Codierung einstellt, so daß die Auswerteeinheit (14) beim Auftreten des ersten Wegsignals das der Codierung entsprechende Steuersignal abgibt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken nzeichnet, daß an den

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Integrator (11) ein zweiter Komparator (K2) angeschlossen ist, an dessen anderem Eingang ein zweites vorgebbares Wegsignal (US2) ansteht und dessen Ausgang an dem Rückstelleingang (16) des Zählers (15) anliegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (15) von Impulsen (U7) gesteuert ist, die jeweils einer Linienverengung (12) zugeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastimpulse (U2) gegebenenfalls nach Invertierung (U2) einem Bandpaß (18a, 18b) zugeführt sind, dessen Ausgang zur Bildung der Zählersteuerimpulse verwendet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandpaß aus einem Tiefpaß (18a) mit nachgeschaltetem Hochpaß (18b) besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandpaß (18a, 18b) an einen Komparator (K4) angeschlossen ist, dessen anderem Eingang eine Schwellenspannung (US4) zugeführt ist.
14. Vorr-ichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Kompar_ators (K4) an den Auslöseeingang eines weiteren Integrators (12) angelegt ist, der ebenfalls eine der Geschwindigkeit des Abtastkopfes (11) proportionale Spannung empfängt und dessen Ausgang einem weiteren

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Komparator (KJ) zugeführt ist, dessen anderer Eingang mit einer Schwellenspannung (US3) beaufschlagt ist und dessen Ausgang den Zähler (15) steuert.
15- Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass statt mit Linienverengungen mit Linienverdickungen als Markierung gearbeitet wird, wobei die Länge jeder Linienverdickung wesentlich grosser vorzugsweise doppelt so gross als die Breite etwaiger Abzweigungen oder Kreuzungen ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch .gekennzeichnet , dass die Breite des Abtastfeldes (26) des Abtastkopfes (11) durch eine mechanische Blende oder vorzugsweise auf elektronischem Wege einstellbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , dass die Breite des Abtastfeldes normalerweise auf Linien (13)-Breite eingestellt ist und durch ein Rechtssignal nach rechts, durch ein Linkssignal nach links erweitert wird.

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