DE2647053A1 - Vorrichtung zum bestimmen von lage- koordinaten auf einer arbeitsflaeche - Google Patents

Description

Data Automation Corporation

Farmington Hills, Michigan / USA

3 -

Anwaltsakte» 3765

Vorrichtung zum Bestimmen von Lage-Koordinaten auf einer Arbeitsfläche

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen von Lagekoordinaten auf einer Arbeitsfläche mit einer ersten sich parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden Gitterwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer ersten Koordinatenachse erstrecken, einer sich parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden, der ersten Gritterwicklung eng benachbarten zweiten G-itt^erwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer aweiten
Koordinatenachse erstrecken, und einer mit Induktionewicklung versehene Sonde, die sich aber die Arbeitsfläche in verschiedene Positionen verschieben läßt

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und ein induziertes Signal liefert, welches die Lage der Sonde wiedergibt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der einleitend genannten Art die Genauigkeit zu vergrößern und zugleich auch den elektronischen Aufbau ganz wesentlich zu vereinfachen. Die bisher bekannt gewordenen sogenannten "data tablets¹¹ oder Digitalisatoren verwenden eine zweidimensional Bezugsfläche, die einem Zeichentisch ähnlich ist, und einen Schreibstift oder eine Sonde, welche auf die zu digitalisierende, d.h. binär darzustellende X-Y-Position gerichtet wird. Der Ausgang solcher Vorrichtungen ist eine digitale Darstellung der Analogen X-y-Position, die der Schreibstift oder die Sonde markiert·

Auf diesem Gebiet sind schon zahlreiche elektronische Schaltungen bekannt geworden, welche über kleine Entfernungen mit mäßiger Genauigkeit, beispielsweise o,o1 ^M über eine Fläche von 12 χ 12'· (Computek, Shintron, Sununagraphice und mit etwas größerer Genauigkeit über größere Entfernungen

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von beispielsweise ο,oo5" über eine Fläche von 60 χ 6ο^Η (Farrand Bendix) arbeiten. Das Inductosyn-Verfahren nach Parrand ist generell eindimensional· Das aufwendige Bendix-Verfahren mißt Entfernungen nur incremental und ist daher mit Wiederholungsfehlern verbunden. In diesem Zusammenhange ist es Aufgabe der Erfindung, die vorerwähnten Nachteile ganz oder mindestens zum größten Teil auszuschalten.

Bei Parrand und Bendix werden zwei Bezugs-Gitterwicklungen und eine Sondenwicklung verwendet. Die Hauptunterschiede zwischen den beiden vorerwähnten Verfahren liegen .im Gitterabstand der Bezugsgitter und in der Gestalt der Sonde. Es sei zunächst einmal das Bendix-Verfahren betrachtet, welches dem US-PS 3·647·963 entspricht. Die Fig. 1 der anliegenden Zeichnungen zeigt die Basisgitterwicklung, in der die vertikalen Leiterbahnen gleichmässig verteilt sind und offensichtlich den Strom in entgegengesetzten Richtungen (auf- oder ab) führen. Die übliche Sonde ist eine runde Spule, die in Pig. 1 in gestrichtelten Linien angedeutet ist. Es kann entweder die Gitterwicklung oder die Sondenapule das stromgespeiste

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-JC.-

Element sein« In dem dann nicht gespeisten Element wird ein Signal induziert, dessen .Amplitude sich, in Abhängigkeit von der Sondenposition ändert. In der Praxis wird nach dem Bendix-Verfahren die Sonde mit einem 3 kHz Sinus-Strom gespeist.

Eine Anordnung gemäß Pig. 1 kann verständlicherweise aus verschiedenen G-riinden nicht ohne weiteres arbeiten. Der eine Gkrund hierfür liegt darin, daß in der gezeigten Relativlage keine reine Kupplung zwischen der Leiterbahn und der Sonde besteht. Dies hat verständlicherweise auch der Erfinder der US-PS 3-647.963 erkannt und deshalb eine zweite G-itterwicklung vorgesehen, die gegen der ersten G-itterwicklung räumlich um 90 phasen versetzt angeordnet ist. Hieraus ergibt sich die in Fig. 2 dargestellte Anordnung. Bei dieser Anordnung empfängt eirie der Wicklung stets von der Sonde ein von null abweichendes Signal. Wenn man nun, wie von dem vorgenannten Erfinder vorgeschlagen, die Signale in geeigneter Weise kombiniert, entsteht ein zusammengesetztes Ausgangs-Signal, dessen Amplituden konstant sind und dessen Phase vorläuft oder

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zurückbleibt, wenn man die Sondenwicklung bezüglich der Pig. 2 nach rechts oder links bewegt.

Unglücklicherweise ist die Linearität der Phasenab-

von

hängigkeit der Sondenposition von der induzierten Signal-Amplitude in einer sich sinusförmig ändernden G-itterwicklung abhängig und eine Funktion der Sondenposition. In der Praxis trifft dies jedoch nicht zu, so daß das Meßverfahren mit systemeigenen Fehlern behaftet ist.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung einer besonderen G-itterwicklung, die so erregt wird, daß die Kopplung zwischen Gitter und Sonde so nahe wie erwünscht den sinusförmigen Änderungen angenähert wird· Ein solches Erregungsverfahren soll Stromverteilungs-Erregung genannt werden.

Ein Beispiel einer solchen Stromverteilung in einer Gitterwicklung gemäß Fig. 1, zeigt die Fig. 3 der anliegenden Zeichnungen. Die in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile geben nach Größe und Richtung den Strom in den

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Leiterbahnen der Gitterwicklung wieder. Die gestrichtelte Linie entspricht der Hüllkurve der induzierten Signalamplitude der Sensorwicklung. Je nach der speziellen Ausbildung der Sonde ergibt sich eine im wesentlichen dreieckige Wellenform, nicht aber die im Grunde erwünschte Sinusform.

Zwei Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemässe Stromverteilungs-Erregung sind in den Pig. 4- und 5 dargestellt. Diese Wellenformen ergeben sich mit Gitterwicklungs-Sehernen, wie sie die Fig. 6 und 7 wiedergeben. Fig. 6 und 7 lassen erkennen, daß die Leiterbahnen der Gitterwicklungen gleichmässig verteilt sind. Fig. 6 verwendet sechs Leiterbahnen je Periode und die Pig. 7 vier Leiterbahnen je Periode. Im Grunde kann jedoch auch ein nicht gleichförmiger Leiterbahnenabstand gewählt werden, wie dies die Pig. 8 zeigt. Ein solches Gitter— wicklungs-Schema führt zu einer Stromwelle, wie sie in Pig. 9 wiedergegeben ist. Di· Stroa-Jtaiplituden können nach Wunsch gewählt werden. Die dargestellten Ausführungsformen haben sich als brauchbar erwiesen, da sie sich sehr einfach weiterverarbeiteri'laesen. Es kann jedoch auch erwünscht werden, andere Leiterbahnenrerteilungen zu wählen, um sich einer speziellen Sondenkonfiguration anzupassen, oder auoh aus anderen Gründen.

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Verglichen mit anderen vorbekannten Verfahren zur Durchführung einer elektronischen Präzisionsdigitalisierung gibt die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, die Erreger- und Detektor-Schaltkreise wesentlich einfacher herzustellen· Wie die nachfolgende Beschreibung zeigt, läßt sich die Schaltungsanordnung

mit digitalen Schaltkreisen ■'in'' hinein Minimum von analogen Schaltungen zusammenstellen.

Prinzipiell kann jede beliebige Phasenzahl von mehr als eins gewählt werden. Die Praxis zeigt jedoch, daß die Analogschaltung bei steigender Phasenzahl weniger kritisch, wird. Als Beispiel wird nachfolgend ein Pünfphasensystem beschrieben· Jede dieser fünf Phasen benötigt eine getrennte Gitterwicklung, die beispielsweise so ausgebildet sein kann, wie es die Pig. 6 und 7 zeigen. Der Grundgedanke ist jedoch einfacher zu erkennen, wenn man lediglich zur Erläuterung von der Wicklung gemäß Pig. 1 ausgeht und dabei berücksichtigt, daß man eine _Cf_i höhere Genauigkeit erreichen kann durch die erf indungs σ gemässe Stromverteilungs- Erregung. oo

^ So zeigt beispielsweise die Pig. 1o fünf Gitterwicklungen

t- der Pig· 1, die in einem entsprechenden Abstand angeordnet sind, damit al· 5-phaeig erregt werden können· Jede

Gitterwicklung wird über einen Stromquellen-Schalttr erregt, wobei das Einschalten so geschieht, wit es in dem Diagramm der Fig. 11 angegeben ist. Das Diagramm der Pig. 11 zeigt untereinander die fünf Phasenwicklungen A ois E. Die Abzisse dieses Diagrammes ist die Zeitachse· Die durchgezogenen horizontalen Linien geben die Zeit an, in der die einzelnen Phasenwickluhgen erregt werden.

Die Erreger—Wellenformen werden nach einer geeigneten Wiedernolungsfrequenz ein- und ausgeschaltet. Ein« Periode dieser Wiederholungsfrequenz ist in nTeile (im dar^esteilten 3eispiel 1o) unterteilt, wobei η dem Doppelten der J-itterwicklungen entspricht· Wie Fig. 11 erkenner, läßt, werden die Stromquellen der Reihe nach für die Hälfte einer Wiederholungaperiode eingeschaltet unc bleioen dann genauso lange anschließend ausgeschaltet·

Die Sensorwicklung, in welcher diese Stromimpulse induziert werden, bildet eine Pulsfolge nach dem Induktionsgesetz mit dem Differentialquotienten ab.

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Das heißt die in der Sondenwicklung erzeugte Spannung ist U=K* ^. .

Das zeitliche Ansprechen einer solchen Sondenwicklung als Punktion ihrer Lage innerhalb einer Gitterperiode ist in der Pig. 12 dargestellt. In Pig. 12 ist die horizontale Achse wiederum die Zeitachse. Senkrecht

Impulsfolgen für die einzelnen

dazu sind aie/Sondenpositionen innerhalb der Gitterwicklungsperiode aufgetragen. Es ist erkennbar, daß die Sonderiwicklung stark auf die Leiterbahn anspricht, welche ihr am nächsten gelegen ist. Das Ansprechen der Sundenwicklung fällt jedoch stark ab, wenn es sich um Leiterbahnen handelt, die weiter von der Sondenwicklung entfernt sind. Wenn man somit die Sondenwicklang entlang der Gitterwicklungsoberfläche bewegt, wandert eine Pulsfolge in entsprechender Zeit mit· Diese Pulsfolge läßt sich . mit einfachen Analog-Schaltkreisen veraroeiten, um ein Signal zu erzeugen, welches die Sondenlage innerhalb einer Gitterwioklungsperiode markiert·

Die vorstehende Diskussion erläutert das Grundprinzip für die Meesung innerhalb einer Gitterwicklungsperiode in einer Dimension. Eine zweite Dimension kann man dadurch

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beherrschen, daß man eine zweite Gitterwicklungsanordnung vorsieht. Sofern man die Sondenanordnang mit kreisförmiger Symetrie ausbildet, kann man mit ihr die Erregungswellenformen in beiden Gitterwicklungen erfassen. Hier lassen sich bekannte time-sharing-Verfahren zur Ar'vendung bringen, um Verwechslungen zwischen den Signalen der zwei Gitteranordnungen zu vermeiden·

Mit geeigneten periodenzählenden Logikbausteinen kann das vorerwähnte Verfahren ausgenutzt werden, um einen brauchbaren Digitalisator herzustellen, der eine beliebige Anzahl von Gitterperioden in beiden Dimensionen hat. Hier ergibt sich jedoch der gleiche Nachteil, den auch viele incremental arbeitende Systeme haben, nämlich daß man nicht bestimmen kann, auf welche Gitterperiode die Sonde zeigt, sofern man nicht die Perioden von einem O-Sezug punkt aus zählt. Daher ist es immer erforderlich, die Sonde wieder nach dem O-Bezugspunkt neu auszurichten und auf die interessierende Lage zurückzuführen, wenn eine Stromunter— brechung auftritt, die Sonde von der Gitterobe rf lache abgehoben wird oder wenn irgend ein logischer Baustein momentan ausfällt·

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TSa diese Nachteile der inkrementalen Digitalisierungstechnik zu überwinden, wird nachfolgend eine grobe Lage-Messung durchgeführt, zu der sich die gleichen elektronischen Baustein· verwenden lassen. Dies wird nachfolgend beschrieben. Um diese grobe Lage-^Iessung durchzuführen, wird für jede Dimension zusätzlich ein sehr einfaches Gritterwicklungs-System benötigt· Jedes dieser groben Wicklungs—Systeme enthält etwa 2n parallele Leiterbahnen, wobei η die Anzahl der Gitterwicklungsperioden in der Präzisionsgitterwicklungs-Anordnung ist. Palis beispielsweise das Präzisions-Gitterwicklungs-System eine typische Periodenabmessung von 1^H hatte, verwendet man für das grobe Gritterwicklungs-System nur 2 Leiterbahnen je Zoll. Diese Leiterbahnen können bezüglich ihrer örtlichen Anbringung relativ große Toleranzen, beispielsweise plus/minus o,1" gegenüber der korrekten Lage haben·

EinBlockscha des" örobmessungs-Grittersystems für ein· Achse zeigt die Fig. 13· Pur diese beispielsweise Ausführungsform können bekannte Wähl- und Schaltkreise verwendet werden· Besonders brauchbar erscheinen jedoch Schaltungen für Hagnetkernspeicher. · Dieses Konzept erfordert, daß jtd· der Leiterbahnen getrennt von den anderen Mindestens einmal mit «inen Stromimpuls erregt wird· In dem Blockschaltbild der Pig. 13 sind folgende Bauelemente dar- «eetelit» 7098 18/073 6

-χ-

ein Impulsverstärker 1 zwei Wahlkreise 2 und 3

ein Adressen-Register 4- und eine Stromimpulsquelle 5·

Die zu versorgenden Leiterbahnen tragen das Bezugszeichen 6 und die Sonde das Bezugszeichen 7·

Mit einfachen Worten gesagt, bezeichnet die Adresse der Leiterbahn 6, die zu einem Ansprechen auf die Stromimpulse des Verstärkers 1 führt , die grobe Stellung der Sonde 7. In der Praxis ist es jedoch wahrscheinlich., daß mehrere ti\r.-a.!u\- r benachbarte Leiterbahnen 6 ein Ansprechen auf Impulse verursachen. Daher müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, damit lediglich eine Adresse ausgewählt wird. In dem nachfolgend zu beschreibenden System, wurde die unterste Adresse ausgewählt, da hierdurch der schaltungsmässige Aufwand vereinfacht wird· Andere Vereinbarungen bezüglich der auszuwählenden Adresse sind selbstverständlich ebenfalls möglich·

Es ist jetzt ferner erforderlich, eine die Mehrdeutigkeit beseitigende Logikschaltung zu verwenden, mit welcher die Grobmessung mit der Feinmessung der Präzisions—Gltterwioklungs-Anordnung correliert wird. Andernfalls könnten falsche

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- yt-

Meßreihen entstehen, wie "beispielsweise: 11.996, 11.997, 12.998, 12.999, 12.ooo, 12.oo1, wenn die richtige Folge lauten sollte: 11.996, 11.997, 1-1.998, 11.999, 12.ooo, 12.001. Es handelt sich hier um ein "bekanntes Problem in grob/fein-Meßsystemen und es gibt bereits viele Lösungsverfahren für die Ausschaltung vorstehender Fehler. Für die Erfindung reicht es nunmehr aus, zwei grobe Leiterbahnen je Fein—Periode vorzusehen, um eine ausreichende redundante !iformation zu gewinnen, mit der sich das Problem lösen läßt.

Bei dieser G-rob-Messung werden nun erfin dungs gemäß Techniken mehrerer technischer Disziplinen kombiniert, um bei der absoluten Digitalisierung auf elektrischem Wege ein Problem zu lösen, das bisher noch nicnt gelöst wurde.

Die Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen von Lage-Koordinaten. In der Zeichnung sind in auseinandergezogener Darstellung vier voneinander getrennte Gitterwicklungen 11,12,13,14 dargestellt. Diese vier G-itterwicklungen sind in der Praxis so ausgebildet, daß sie eng beieinander und coplanar

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-μ-

zueinander liegen. Die feine X-Gitterwicklung 13 und die feine Y-Gltterwicklung 14 enthalten ein System von mit gleichem Abstand zueinander parallel angeordneten Leiterbahnen 23, 24· Diese Leiterbahnen sind so zusammengeschaltet, daß fünf Wicklungen entstehen, wie sie schematisch in Fig. 7 angegeben sind. Diese Wicklungen sind voneinander getrennt entsprechend dem Grundgedanken gemäß Fig. 1o. Bei der nachfolgend zu beschreibenden Logikschaltung sei angenommen, daß 1 feine Gitterperiode gleich 1 Längeneinheit, beispielsweise gleich 1 ^H ist·

Die groben X- und Y-Gritterwicklungen 11, 12 sind nach dem in Fig. 13 dargestellten Prinzip aufgebaut. Jede Gitterwicklung besteht aus pareUäLen Leiterbahnen 21, 22, die voneinander etwa o,5" entfernt sind. Die Logikschaltung ist so aufgebaut, daß in X- und Y-Sichtung Dimensionen bis zu 499" digitalisiert werden können. Dies ist wesentlich mehr als es für die meisten Anwendungen erforderlich ist. Das erfindungsgemässe Konzept setzt jedoch keinerlei Grenzen bezüglich der Abmessungen.

Bei den in Fig. 14 als Rechtecke dargestellten elektronischen Bausteinen handelt es sich um folgende ι

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-yf-

Der Taktimpulsgeber 31 versorgt das gesamte System mit hochfrequenten Taktimpulsen. Im Beispiel sei angenommen, daß die Taktfrequenz 5 MHZ "beträgt. Diese 5 MHZ-Impulse erreichen über die leitung 32 die Zählersteuerung 33 und über die Leitung 34 den Frequenzteiler 35·

Der Frequenzteiler 35 liefert proportionale Anteile der dort eingespeisten Frequenz,und zwar zur Leitung eine Impulsfrequenz von 5 kHz, in die Leitung 36 eine Impulsfrequenz von 5o kHz und in die Leitung 3Ö eine Impulsfrequenz von 5o kHz. Die Ausgänge des Frequenzteilers, deren Frequenzen nur als Beispiele anzusehen sind, dienen der gewünschten Meßauflösung und dem Ausgangszahlsystem. Im dargestellten Beispiel ist angenommen, daß die Auflösung o,oo1^M beträgt und daß ein dezimales Zahlensystem verwendet wird.

Die Leitung 36 führt zur Sequenz—Steuerung 39, welche für den zeitlich korrekten Ablauf der Steuer- bzw. Erregervorgänge sorgt. So sorgt die Sequenz-Steuerung dafür, daß jeweils nur eine der Gitterwicklungen zur Zeit erregt wird. Die Aus gangs leitungen 4-0 bis 43 der

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Sequenz-Steuerung 39 sorgen für das Einschalten der Erregungen für die G-itterwicilungen X-fein ,Y-fein, X-grob, Y-grob. Ausserdem sorgt die Sequenz-Steuerung 39 für die Übertragung der Lageinformationen aus dem Lage— zählwerk 44, welches über die Leitung 45 mit den als Ausgang zu betrachtenden sechsstelligen X—Lageregister und Y-Lageregister 47 verbunden ist.

Die Zänlersteuerung 33 sorgt dafür, daß das Lagezählwerk bei Beginn eines Meßzyklusses gelöscht wird und daß dann in das Lagezählwerk 44 Taktimpulse eingeleitet werden, bis ein Grob- oder Fein-Stopimpuls über die Leitung 48 aus der Sequenz-Steuerung 39 empfangen wird.

Die Zählers teusrung 33 ist über die Leitung 49 mit dem beispielsweise dreistelligen dezimalen Zählwerk 44 verbunden.

Bei den X- und Y-Lageregistern 46 und 47 handelt es sich um statische digitale Register, die bestimmte Zahlwerte festhalten können, damit diese anschließend zur Anzeige gebracht oder zu irgendwelchen weiteren Vorrichtungen weitergeleitet werden können·

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Die Sonde 7 ist über eine Leitung 5o mit dem Impulsverstärker 1 verbunden, welcher den Ausgang der Sondenwicklung 7 nach einer entsprechenden Verstärkung in die Leitung 51 zur Zäiilersteuerung 33 und in die Leitung 52 zu einem linearen PiIter-Verstärker 53 weiterleitet.

Der lineare PiIter-Verstärker 53'liefert über eine Leitung eine 5 kHz-Sinuswelle in den Nulldurchgangs-Detektor 55· In der Leitung 54 entsteht aus der in Pig· 1o dargestellten Impulsfolge eine Wellenform, welche die Amplituden-Enveioppe der Impulsfolge wiedergibt. Auch in diesem Palle ist die Frequenz von 5 kHz als Beispiel zu werten.

Der Nulldurchgangs-Detektor 55 ist über eine Leitung 56 m>t der Zähler-Steuerung 33 verbunden. Im Nulldurchgangs-Detektor 55 wird jedesmal dann ein impuls erzeugt, wenn in einer sich wiederholenden Wellenform ein bestimmtes Merkmal erneut auftritt. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Nulldurchgang der Amplitude in positiver Durchlaufrichtung handeln·

Die Leitungen 38 und 42 führen zur X-G-rob-Wähleimatrix 57·

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In entsprechender Weise führen die Leitungen 38 und 43 zur Y-G-rob-Wählermatrix 58. Bei den beiden vorerwähnten 'flählermatrizen 57 und 58 handelt es sich eine Schaltvorrichtung mit einer Vielzahl von Ausgängen, die einen Ausgang nacn dem anderen im Synchronismus mit einem Eingang-Taktimpuls speist. Bei diesen Eingangs-Taktimpulsen ist beispielsweise von einer Frequenz von 5o · kHz ausgegangen.

Zwischen den Leitungen 37 und 4o einerseits und der X-Fein-G-itterwicklung 13 andererseits liegt ein X—Fein-Stromschalter 59· In entsprechender Weise ist zwischen den Leitungen 37 und 41 einerseits und der Y-Fein-Gltterwicklung andererseits ein Y-Fein-Stromsehalter 6o vorgesehen. Die beiden Stromschalter 59 und 6o haben (im gewählten Beispiel) fünf Schaltausgänge, die der Reihe nach in Synchronismus mit einem Eingangs-Taktsignal den Erregerstrom fttr eine vorbestimmte Zeit ein- oder ausschalten, damit eine Stromverteilungserregung entsteht_f wie sie beispielsweise die Fig. 11 zeigt.

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt»

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Es sei in diesem Beispiel angenommen, daß die Sequei :— Steuerung 39 in einer nicht endenden sich immer wiederholenden Folge für vier Messungen sorgt·

Andere Folgen sind ebenfalls denkbar. Ein jeder Schritt einer Folge kann beispielsweise einen oder mehrere Intervalle der 5 kHz Impulse, welche liber die Leitung 36 vom Frequenzteiler 35 kommen, enthalten· Eine Mehrzahl von Intervallen kann erforderlich werden, um sicher zu stellen, daß die Analogen-Schaltglieder in stationäre Wechselstrom-Zustände gelangen, nachdem alle G-itterwicklungs-Erregerperioden einmal angelaufen sind. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß bei jedem Schritt einer Folge 1o der 5 kHz-Perioden abgelaufen sind. Auch sei angenommen, daß die Meßfolge wie folgt abläuft: (1) X-Fein, (2) X-Grob, (3) Y-Fein, (4) Y-Srob.

Bei der X-Fein-Sequenz laufen die X-Fein-Stromsehalter 59 über zehn Erregungsperioden bei einer Frequenz von 5 kHz· Während der zehnten Erregungsperiode beginnt das Lagezählwerk 4-4- mit 000 und läuft dann bis ein Fein-Stop-Impuls empfangen wird. Dies geschieht zu irgendeinem Zeitpunkt zwischen den Zählungen 000 und 999 als Funktion der Sondenstellung· Am Ende der zehnten Erregerperiode wird der jeweils im Lagezählwerk 44 gespeicherte Wert weitergeleitet zu der

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kJ fiiris ten Stelle des X-Lageregisters 4-δ, worauf dann das La_o"e zählwerk 44 wieder gelöscht wird.

Die T-Jro:;~?olge kann ebenfalls aus zehn Perioden der 3 KH,i-Frt:qaeri2 ies Frequenzteilers 35 bestehen. Hierdurch steht ausreichend Zeit zur Verfugung für die X—Gkrob-Wählersatrix 57 1ooo G-itterlinien (5oo") der Reihe mit 5o kHz mit Impulsen zu versorgen. Während diese Impulsversorgung abläuft, läuft auch das Lagezählwerk 44 mit 25 kHz, bit= ein G-rob-Stop-Inpuls empfangen wird. Zu diesem Zeitpunkt enthält das Lage-Zählwerk eine Angabe über «lie Stellung der Sonde 7 bezüglich des nächstgelegenen Zoll-Wertes· (Sine die Mehrdeutigkeit beseitigende Logik-Gchaltung in der Zählersteuerung 33 koordiniert die 3-rob- und Fein-Zählungen,um fehlerhafte Angaben zu vermeiden, d.h. !am eine Angabe von beispielsweise 12.997 zu unterdrücken, wenn 11.997 richtig ist). Am Ende der X-G-rob-Folge wird der gespeicherte Wert des Lage-Zählwerks 44· in die höheren Stellen des X-Lageregisters 46 eingeleitet, um darm anschließend das Lage-Zählwerk 44- wieder zu lochen. Zu diesem Zeitpunkt des Meßverlaufes ist die X-Lage der Sonde 7 vollständig festgelegt.

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Die Y-Lage der Sonde 7 läßt sich dann in zwei weiteren Folgen von Steuerstufen durchführen· Dies geschieht in analoger Weise zu der vorstehenden Beschreibung bezüglich der X—Koordinate.

Die vom Lagezählwerk 44 kommende Leitung 45 dient zum Einspeichern der entsprechend erfaßten Koordinatenwerte in alle vorgesehen Stellen der X- und Y-L<ige register 46 und 47, die entsprechender Weise an die Leitung 45 angeschlossen sind. Damit die entsprechenden Werte jeweils an der richtigen Stelle gespeichert werden, sind zwischen der Sequenz-Steuerung 39 und den Registern 46 und 47 vier Ladeleitungen 61 bis 64 vorgesehen. Diese Leitungen 61 bis 64 signalisieren den Registern 46 und 47 zu den entsprechenden Zeitpunkten die Registerstelle,an der eine Einspeicherung vorzunehmen ist. Leitung 61 meldet X-G-rob, Leitung 62 X-Fein, Leitung 63 Y-Orob und Leitung 64 Y-Fein.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Bestimmen von Lagekoordinaten auf einer Arbeitsfläche mit einer ersten sich parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden Gitterwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer ersten Koordinatenachse erstrecken, einer sich parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden, der ersten Gitterwicklung eng benachbarten zweiten Gitterwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer zweiten Koordinatenachse erstrecken, und einer mit Induktionswicklung versehenen Sonde , die sich über die Arbeitsfläche in verschiedene Positionen verschieben läßt und ein induziertes Signal liefert, welches die Lage der Sonde wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gitterwicklungen (13, 14) in sich regelmäßig wiederholende Leiterbahnengruppen (A-E) aufgeteilt sind, in der die Leiterbahnen (23, 24) in einem zuvor festgelegten Abstand voneinander verlaufen, und daß die Gitterwicklungen (13,14) an eine Erreger stromquelle (31) angeschlossen sind, die den Strom in zuvor festgelegter Weise auf die Leiterbahnen (23,24) der einzelnen Leiterbahnengruppen (A-E) verteilt, wobei der zuvor festgelegte Leiterbahnenabstand und die zuvor festgelegte Stromverteilung so gewählt ist, daß sich das resultierende Magnetfeld etwa

ergibt und sich der Phasenwinkel sinusförmig/als Funktion der Verschiebung entlang der zugehörigen Koordinatenachse (X,Y) ändert und eine

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Periode jeweils einer Leiterbahnengruppe (A-E) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die "beiden Gitterwicklungen (15,H) als Mehrphasenwicklungen ausgebildet sind und eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, welche in zeitlich festgelegter Folge den einzelnen vielphasigen Wicklungen nacheinander Stromimpulse zuführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dajo in paralleler Anordnung zur ersten und zweiten Gitterwicklung (13,14) mit einer geringeren Anzahl von Leiterbahnen (21,22) versehene dritte und vierte Gitterwicklungen (11, 12) vorgesehen sind, in denen sich ebenfalls in Gruppen (A-E) aufgeteilte und aus einer Erregerstromquelle (31) gespeiste Leiterbahnen (21, 22) parallel zu den Leiterbahnen (23, 24) der ersten bzw. zweiten Gitterwicklung (13, 14) über gleiche Weglängen erstrecken, damit in der Sondenwicklung (7) durch die dritten und vierten Gitterwicklungen (11, 12) ein Signal induziert wird, mit dem sich die Mehrdeutigkeit der Lagebestimmung beseitigen läßt.

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