DE2829251A1

DE2829251A1 - Vorrichtung zur optischen abtastung einer linie oder flaechenkante

Info

Publication number: DE2829251A1
Application number: DE19782829251
Authority: DE
Inventors: Francis G Bardwell
Original assignee: Stewart Warner Corp
Current assignee: Stewart Warner Corp
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1979-01-25
Also published as: JPS5439777A; FR2396622A1; US4160199A; GB2000865A; GB2000865B; IT1105083B; FR2396622B1; BR7804300A; JPS6360401B2; CA1227260A; IT7850136A0

Description

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3. Juli 1978 Gzk/Ro

STEWART WARNER CORPORATION, 1826 Diversey Parkway, Chicago, Illinois 60614, U. S. A.

Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Linie oder Flächenkante

Vorrichtungen zur optischen Abtastung und zum Verfolgen (Kopieren) einer Linie oder Flächenkante sind bekannt. Beispielsweise zeigt die US-PS 2 933 668 eine Einrichtung zum Abtasten einer Kurve mit einer Fotozelle und einer elektrischen Schaltung für die Steuerung eines Motors, so daß eine einer gekrümmten Linie folgende Bewegung ausgeführt werden kann. Bei dieser Vorrichtung ist aber eine rotierende Linse für die Abtastung der Linie erforderlich, so daß diese Vorrichtung wegen der beweglichen Teile verhältnismäßig ungenau und kompliziert ist. Die US-PS 3 883 735 zeigt eine ähnliche Vorrichtung zur Abtastung einer Linie, wobei ein Punkt auf dem Flächenstück optisch erfaßt und auf einer Kreisbahn gedreht wird. Zwar ist der Abtastkopf in dieser Patentschrift nicht in Einzelheiten beschrieben, jedoch erkennt man, daß dieselben Nachteile wie bei der vorher beschriebenen Einrichtung auftreten.

Man hat auch schon versucht, auf die beweglichen Teile zu verzichten. Die US-PS 3 198 949 zeigt eine Vorrichtung zur Abtastung einer Linie ohne bewegliche Teile in der elektrischen Schaltung; jedoch ist diese Vorrichtung nur dazu geeignet,

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eine Bewegung in einer einzigen Richtung oder Achse zu steuern.

Die US-PS 3 534 162 zeigt eine Schaltung für eine Abtast- und Folgeeinrichtung; diese Schrift enthält eine Erörterung der Nachteile des Standes der Technik mit beweglichen Bauteilen. Bei der Vorrichtung nach dieser Schrift ist die Anzahl der beweglichen Teile in der elektrischen Schaltung verringert; die Folge ist jedoch eine sehr komplizierte und kostspielige Schalteinrichtung. Diese Vorrichtung weist eine Anzahl von lichtempfindlichen Elementen auf; jedes Element erfordert eine gesonderte Schaltung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die keine beweglichen Teile in der elektrischen Schaltung aufweist, sehr genau und feinfühlig ist, und die nicht zu kompliziert und kostspielig ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Verwendung in einer Maschine bestimmt, die einen ersten Motor aufweist, der eine Bewegung in einer ersten Richtung bewirkt, und einen zweiten Motor, der eine Bewegung in einer zweiten Richtung bewirkt, wobei diese beiden Richtungen im wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander stehen; die Vorrichtung weist mehrere lichtempfindliche Elemente auf, die in einer Reihe in benachbarten Winkelstellungen angeordnet sind; die Vorrichtung ist in der Nähe der Linie oder des Flächenstücks anbringbar; ein Bild der Linie oder des Flächenstücks fällt auf diese Reihe von Elementen; das Bild der Linie oder des Flächenstücks bildet einen Winkel θ mit einen Referenzpunkt dieser Reihe; die Vorrichtung v/eist weiter eine Einrichtung zur aufeinanderfolgenden Abtastung der

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Ausgänge der Elemente auf sowie eine Winkeleinrichtung, die auf die Ausgänge und auf den Referenzptinkt anspricht und ein erstes und ein zweites elektrisches Signal erzeugt; das erste Signal ist eine Funktion von sin θ und das zweite Signal ist eine Funktion von cos Θ, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die aufgrund dieser Signale die Energieversorgung der Motoren zur Bewegung in der ersten und der zweiten Richtung steuert, so daß eine Relativbewegung der Vorrichtung in bezug auf die Linie oder das Flächenstück erfolgt.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei werden auch weitere erzielbare Vorteile erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Abtastkopfes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Linie oder eines Flächenstücks ,

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf den Abtastkopf, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Figur 2,

Fig. 4 eine vergrößerte vereinfachte Darstellung einer Fotozellenanordnung des Abtastkopfes,

Fig. 5 ein Schaltbild eines Multiplexsystems zum Abfragen der Fotozellenanordnung nach Figur 4,

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Fig. 6 ein Blockschaltbild der Vorrichtung,

Fig. 7 eine Aufstellung der Signalverläufe zur Erläuterung der Funktionsweise der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Schaltungen,

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und 9 Darstellungen ähnlich den Figuren 4 und 7 zur weiteren Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungen,

Fig. 10

und 11 Darstellungen ähnlich den Figuren 4 und 7 zur weiteren Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungen,

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform, und

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer anderen abgewandelten Ausführungs f ο rm.

Wie die Figuren 1 bis j5 zeigen, weist die Vorrichtung einen Abtastkopf 10 auf, der in der Nähe eines Supports ..oder Tischs 11 angeordnet ist, der eine Aufnahmeflache 12 für eine Linie oder ein Flächenstück aufweist. Üblicherweise ist der Tisch 11 ortsfest und die Fläche 12 ist flach und horizontal und der Abtastkopf 10 ist in geringem Abstand über der Fläche 12 angeordnet. Es versteht sich, daß der Abtastkopf 10 relativ zu dem Tisch 11 beweglich ist; zwei Elektromotore (in Figur 6 gezeigt) sind vorgesehen, um den Kopf zu bewegen; mit einem Motor kann der Kopf längs einer X-Achse und mit dem zweiten Motor kann der Kopf 10

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längs einer Y-Achse bewegt werden. Die beiden Aohsen sind im wesentlichen senkrecht zueinander, wie in den Figuren 1 und 4 gezeigt; durch Steuerung eines der beiden Motoren oder beider Motoren gleichzeitig kann der Kopf 10 relativ zu dem Tisch bewegt werden. Es wäre auch möglich, die umgekehrte Anordnung zu treffen, bei der der Abtastkopf 10 ortsfest gehalten wird und der Tisch 11 bewegbar ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Flächenstück oder Muster 16 auf der oberen Fläche 12 des Tisches 11 vorgesehen. Das Flächenstück kann unmittelbar auf der Fläche 12 ausgebildet sein, jedoch wird das Flächenstück 16 normalerweise durch ein Stück eines reflektierenden Materials gebildet, wie beispielsweise steifes, hell gefärbtes Papier, das an der Fläche 12 befestigt ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat das Flächenstück 16 eine im wesentliehen unregelmäßige Gestalt mit Ausnahme einer verhältnismäßig geraden Kante 17, die unmittelbar unter dem Kopf 10 angeordnet ist.

Der Abtastkopf 10 v/eist ein Gehäuse 9 (Figuren 2 und 3) auf, das mehrere Lichtquellen 18 trägt, wie beispielsweise Glühbirnen Die Glühbirnen 18 sind in einem Winkelabstand kreisförmig angeordnet, und zwar koaxial zu dem Gehäuse 9. In der Achse des Gehäuses ist eine Linse 19 angeordnet, die in einem Behälter 6 angebracht ist; über der Linse 19 befindet sich in dem Behälter eine Reihe 21 (Figur 1) von lichtempfindlichen Fotozellen, die ah der Unterseite einer gedruckten Schaltungskarte 8 ausgebildet sind. Der Behälter 6 ist an der Unterseite der Karte 8 be-

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festigt. Die Glühbirne):; 18 sind in einer Ebene angeordnet, die parallel zu der Fläche 12 liegt; die Linse 19 und die Reihe 21 sind ebenfalls in Ebenen angeordnet, die parallel zu der Fläche 12 liegen. Parabolreflektoren 7 um die Glühbirnen 18 werfen die Lichtstrahlen auf einen Punkt, der unmittelbar unter dem Kopf und auf der Achse der Linsen 19 und der Reihe 21 liegt. \T±e schematisch in Figur 1 dargestellt, fallen die Strahlen oder Lichtbündel 22 von den Glühbirnen 18 auf die Fläche 12 und das Flächenstück 16; die Lichtstrahlen 22 werden nach oben reflektiert und treten durch die Linse 19, die ein Bild der Kante 17 auf der Reihe 2'l fokussiert.

Wie Figur 4 zeigt, wird ein Bild eines Teils des Flächenstücks 16 auf die Reihe 21 projeziert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Reihe 21 aus 32 gesonderten oder einzelnen Fotozellen 27, die zum Zwecke der Beschreibung mit den Hummern 0 bis 31 bezeichnet sind. Die Reihe 21 ist kreisförmig und die Fotozellen 27 sind nebeneinander in benachbarten Winkelstellungen angeordnet. Dia Fotozellen 27 sind dicht nebeneinander angeordnet, so daß zwischen benachbarten Fotozellen nur ein sehr geringer Abstand oder Spalt entsteht. Die Verbindungsstelle der Fotozellen 31 und 0 wird hier als Referenzposition oder Referenzpunkt der Reihe 21 bezeichnet und ist mit der Bezugszahl 28 versehen. Der Referenzpunkt 28 fällt mit der Y-Achse zusammen. Die Fotozellen 27 sind im Uhrzeigersinn ausgehend von dem Referenzpunkt 28 nummeriert; da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 32 Fotozellen vorgesehen sind, fällt die Verbindungsstelle der Fotozellen 7 und 8 mit der X-Achse zusammen.

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Zu bemerken ist, daß die beiden erwähnten Motoren den Kopf 10 in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse bewegen können, wobei der Kopf 10 normalerweise während des Betriebs nicht in einer bestimmten Winkelstellung ausgerichtet ist, obwohl eine anfängliche Winkelausrichtung erfolgen kann, wie noch beschrieben wird.

Der deutlicheren Darstellung halber sind die elektrischen Anschlüsse in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestellt; diese elektrischen Anschlüsse gehören jeweils zu jeder Fotozelle 27 und zu den Glühbirnen; jede Fotozelle 27 ist mit den Schaltkreisen verbunden, die in den Figuren 5 und 6 dargestellt sind.

Jede Fotozelle 27 besteht aus einer lichtempfindlichen Diode 31 (Figur 5). Ein MÖS-Transistorschalter 33 ist in Reihe mit jeder Fotodiode 31 geschaltet, wobei sich die Reihenanordnung zwischen einer Erd- oder gemeinsamen Leitung 34- und einer Ausgangsleitung 36 befindet. Die Basis 37 jedes Transistors 33 ist mit einem Abtastregister 38 (Figuren 5 und 6) verbunden, das ein Ringzähler sein. kann. Das Abtastregister 38 hat 32 Ausgangsleitungen 35, wobei eine Leitung 35 mit der Basis 37 jedes der Transistoren 33 verbunden ist; · das Abtastregister 38 schaltet nacheinander die Transistoren 33 ein, wenn er seine 32 Stellungen durchläuft. Wenn eine Fotozelle erregt wird, wird der zugeordnete Transistor 33 eingeschaltet und der Strom von der Fotodiode gelangt zu der Summierverbindung 32. Der Ausgang 41 eines Verstärkers 39 ändert sich dementsprechend und erzeugt einen entgegengesetzten Strom

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zu dem Summierpunkt 32. über einen Widerstand 40 in bekannter Weise. Der Strom von der Fotozelle ist eine Funktion des Lichteinfalle auf die Diode; daher ist das Signal in der Leitung 41 eine Funktion des Lichteinfalls auf die Fotozelle. Wenn das Abtastregister 38 deine 32 Stellungen in einem vollständigen Abtastzyklus durchläuft oder zählt, werden die Transistoren 33 nacheinander eingeschaltet und das in jedem einzelnen Augenblick an der Ausgangsleitung 41 anstehende Spannungssignal hängt von der Beleuchtung der entsprechenden Diode 31 ab. Ein heller Hintergrund erzeugt eine negative Spannung am Ausgang 41 und ein dunkler Hintergrund erzeugt eine positivere Spannung.

Die Bauteile 38 und 39 sind auch in der Schaltung nach Figur 6 dargestellt. Das Abtastregister 38 hat einen Uhrzeigersinn-(CW)-Eingang 43 und einen Gegenuhrζeigersinn-(CCW)-Eingang 44 sowie einen handbetätigten Zweistellungsschalter 46, der zwischen einem Zeitoszillator 47 und den beiden Eingängen 43 und 44 geschaltet ist. Wenn die Fotozellen 27 in der Stellung im Uhrzeigersinn wie'F^gur 4 abgetastet werden sollen, wird der Schalter in die CW-Stellung gebracht, so daß die Zeitimpulse von dem Oszillator 47 dem Eingang 43 zugeführt werden. In dieser Schalterstellung läuft da.s Abtastregister 38 durch seine 32 Stellungen mit ansteigender Nummerierung. Wenn die Reihe von Fotozellen in Gegenuhrzeigerrichtung abgetastet werden soll , wird der Schalter 46 mit dem CCW-Eingang 44 verbunden; in dieser Stellung läuft das Abtastregister 38 durch seine einzelnen Stellungen in entgegengesetzter Reihenfolge. Bei den nachfogend beschriebenen Funktionsbeispielen der Vorrichtung wird angenommen, daß sich der Schalter 46 in seiner CW-Stellung befindet.

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Jedesmal wenn das Register 38 auf seinem Weg von der Fotozelle 31 zur Fotozelle 0 den Referenzpunkt 28 passiert, erzeugt das Register 38 einen Synchronisierimpuls, der an einem Ausgang 48 erscheint.

In Figur 7 ist mit der Bezugszahl 50 eine Skala angezeigt, die die Zeitsequenz des Abtastregisters 38 darstellt, wenn es nacheinander die Fotozellen 27 abfragt. Wegen der regelmäßigen Winkelanordnung und gleichmäßigen Abmessungen der Fotozellen 27 sind die Abfrage-Zeitintervalle für die Fotozellen gleich und die Fotozellen werden aufeinanderfolgend abgetastet. Die Zahl in jedem Zwischenraum der Skala 50 bezeichnet diejenige Fotozelle 27, die in dem jeweiligen Zeitpunkt abgefragt wird; die Zeit schreitet nach rechts fort. Die Referenzzeit oder der Referenzpunkt 28 erscheint, wenn das Register 38 von der der Fotozelle 31 zugeordneten Stellung in die der Fotozelle 0 zugeordnete Stellung verschoben wird. Der Referenzpunkt 28 fällt mit der Y-Achse zusammen; der Winkelθ zwischen der Y-Achse und einer in diesem Augenblick abgetasteten Fotozelle ist eine Funktion dieser Zeit; daher ist die Zeit bezogen auf die Referenzzeit 28 in Figur 7 äquivalent zu dem Winkel θ der abgefragten Fotozelle.

Die Kurve 51 stellt die Spannungsausgänge der Fotozellen 27 und des Verstärkers 39 über einer Abtastung dar, nämlich die Spannung am Ausgang 41. Wie in Figur 5 gezeigt, ist das augenblickliche Spannungssignal 51, das an dem Ausgang 41 des Verstärkers 39 erscheint, eine Funktion der auf diejenige Fotozelle fallenden Lichtmenge, die in jedem einzelnen Augenblick abgefragt wird.

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Bei dem beschriebenen Beispiel ist die Fotozelle 2 teilweise durch das 'Bild des Flächenstücks 16 wie in Figur 4 gezeigt bedeckt und das Spannungsniveau des Signals 51 ist während des Zeitintervalls 2 ungefähr halb so groß wie das maximale Spannungsniveau, das mit der Bezugs zahl 52 bezeichnet, ist. Für die in Figur 4 gezeigte Flächengestalt ist das Signal 51 während des Abtastens der Fotozellen 19 bis 31, 0 und 1 auf dem Null- oder Referenzniveau. Das Signal 51 ist während des Abtastens der Fotozellm 3 bis 17 hoch. Die beiden Fotozellen 2 und 18 sind durch das Bild des Flächenstücks 16 teilweise bedeckt und die Spannungsniveaus 53 und 54, die beim Abfragen der Fotozellen 2 und 18 erscheinen, liegen zwischen dem hohen und dem Referenzniveau.

VTi e in den Figuren 6 und 7 gezeigt, bewirkt das Spannungsniveau 53» daß der Niveaudetektorausgang geschaltet wird, wodurch ein monostabiler Multivibrator 57 getriggert wird, dessen Eingang mit der Ausgangsleitung des Niveaudetektors 40 verbunden ist.

Der Schaltkreis 57 erzeugt einen verhältnismäßig kurzen Rechteckimpuls 58, der auf einen Eingang 59 eines UND-Gatters 61 gegeben wird. Wenn man annimmt, daß der andere Eingang 62 des UND-Gatters 61 ein positiv verlaufendes Signal aufweist, erscheint ein positiver Impuls am Ausgang 63 des UND-Gatters 61; dieser Impuls wird einem Rückstelleingang 65 eines Abtastwinkelregisters 64 zugeführt, das einen fünfstufigen Binärzähler aufweist. Das Register 64 hat einen Zeitsignaleingang 66, der mit dem Ausgang des Zeitoszillators 47 verbunden ist; jedesmal nachdem das Register 64 durch einen Impuls 58 zurückgestellt wird, startet das Abtastwinkelregister 64 eine neue Zählung der von dem Zeitoszillator 47 erhaltenen Impulse. Das Abtastwinkelregister 64

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hat fünf Ausgänge 67, 68, 69, 70 und 71, die mit aufeinanderfolgenden' Stuf en des Zählers verbunden sind. Wie in Figur 7 gezeigt, bezeichnen die Bezugszahlen 73, 74, 75, 76 und 77 je- ' weils die Spannungssignale, die an den Ausgängen 67 bis 71 erscheinen.

Da die vordere Flanke des Impulses 58 mit der Fotozelle 2 zusammenfällt und die Erfassung der Kante 17 des Flächenstücks 16 bei der Abtastung der Fotozelle 27 erfolgt, erkennt man, daß das Abtastwinkelregister 64 eine neue Zählung synchron mit der Erfassung der Kante 17 bei jeder Abtastung beginnt. Die Bezugszahl 79 in Figur 7 bezeichnet die Null- oder Rückstellzeit, bei der das Register 64 eine neue Zählung beginnt; die Zeit 79 ist dem Winkel θ äquivalent, wie vorher schon erläutert.

Um zu verhindern, daß überlagerte Signale oder Signale von zwei Kanten eines einzelnen Flächenstücks oder einer Linie den Zähler 64 mehr als einmal in jedem vollständigen Abtastvorgang der Reihen 51 zurückstellen, ist eine Fensterschaltung 81 (Figur 6) vorgesehen, damit die Impulse 58 durch das UND-Gatter 61 zu dem Abtastwinkelregister 64 hindurchtreten können, wobei jedoch andere Impulse blockiert werden. Die Fensterschaltung 81 v/eist ein NOR-Gatter 82 auf mit vier Eingängen, die mit den Ausgängen 68 bis 71 des Registers 64 verbunden sind; ein UND-Gatter 83 hat vier Eingänge, die mit denselben vier Ausgängen des Registers verbunden sind; ein ODER-Gatter 84 hat zwei Eingänge, von denen einer mit dem Ausgang des NOR-Gatters 82 und der andere mit dem Ausgang des UND-Gatters 83 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 84 ist mit dem Eingang 62 des UND-Gatters 61 verbunden.

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Der Ausgang des ODER-Gatters 64 hat einen hohen Ausgang, wenn einer seiner beiden Eingänge hoch ist. Der Ausgang des NOR-Gatters 82 ist nur hoch, wenn alle seine Eingänge niedrig sind, und der Ausgang des UND-Gatters 83 ist nur hoch, wenn alle seine Eingänge hoch sind. Aus Figur 7 erkennt man, daß die Signale 74, 75, 76 und 77 der beiden Zählungen oder Zyklen unmittelbar vor der Zeit 79 hoch sind; deshalb ist der Ausgang des UND-Gatters 83 für diese beiden Zyklen hoch. Entsprechend erkennt man, daß die Signale 74 bis 77 alle während der beiden unmittelbar auf die Zeit 79 folgenden Zyklen niedrig sind; für diese beiden folgenden Zyklen erzeugt das NOR-Gatter 82 ein hohes Signal. Demzufolge ist der Ausgang des ODER-Gatters 84, dargestellt durch die Signalform 86 in Figur 7, hoch, wie durch den Impuls 87 für die beiden Z3^klen unmittelbar vor der Zeit 79 dargestellt, und ebenso für die beiden Zyklen, die unmittelbar auf die Zeit 79 folgen. Der Impuls 87 kann als ein Fensterimpuls angesehen v/erden und wird auf den Eingang 62 des UND-Gatters 61 gegeben; er ermöglicht es, daß der Impuls 58 von dem Schaltkreis 57 zu dem Abtastwinkelregister 64 gelangt. Der Fensterimpuls 87 besteht nur für diesen kurzen Zeitabschnitt; während des übrigen Abtastzyklus können keine Signale zu dem Abtastwinkelregister 64 gelangen und es zurückstellen. Da der Winkel am Flächenstück sich nicht schneller ändert als ein kleiner Schritt von einem Abtastzyklus zu dem nä.chsten, fällt der Impuls 58 mit dem Fensterimpuls 87 zusammen.

Y/ie später noch erläutert wird, sind ein Voreinstellschalter 91, der durch eine Leitung 93 mit dem Ausgang 48 des Registers 38 verbunden ist, und ein Startrichtungsschalter 92 vorgesehen, um das System zu Beginn in Betrieb zu setzen.

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Der Synchronimpuls, der jedes Mal erzeugt wird, wenn das Register 38 sich über den Referenzpunkt 28 bewegt, betätigt einen monostabilen Multivibrator 96, dessen Ausgang mit dem Einstelleingang eines Abtastzählers 97 verbunden ist, so daß der Abtastzähler am Beginn jedes Abtastzyklus der Reihe 21 eingestellt oder zurückgesetzt wird. Ein Zeiteingang 98 des Abtastzählers 97 ist mit dem Ausgang des ZeitOszillators 47 verbunden; eine neue Zählung der Impulse des Zeitoszillators 47 startet bei der Zeit Null oder bei jedem Auftreten des Referenzpunktes. 28. Der Zähler 97 hat fünf Stufen; die Ausgangsignale der Stufen sind durch die Signalverläufe 97a, 97b, 97c, 97d und 97e dargestellt (Figur 7). Beim Übergang des Abtastzählers 97 von der Nummer 31 auf Null tritt das wichtigste digitale Signal (MSD) 97f auf, das einen Synchronisierschaltkreis 99 betätigt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Sinuswellengenerators 101 verbunden ist. Der Ausgang des Generators 101 ist mit einem Eingang des Synchronisierschaltkreises 99 verbunden; der Generator 101 erzeugt eine Sinuswelle -102 (Figur 7) in bekannter Weise. Ein Nulldurchgang der Sinuswelle 102 ist zeitlich mit dem Auftreten des Referenzpunktes synchronisiert. Die Sinuswelle 102 hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen negativen Halbzyklus, der während der Abtastung der Fotozellen 0 bis 15 auftritt, und einen positiven Halbzyklus, der während des Abtastens der Fotozellen 16 bis 31 auftritt.

Der Ausgang des Sinuswellengenerators 101 wird einem veränderbaren "Widerstand 106 zugeführt, der von Hand eingestellt werden kann, um die gewünschte Amplitude der Sinuswelle 102 zu erhalten und dadurch die Geschwindigkeit der beiden Antriebsmotoren zu

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steuern. Die Sinuswelle 102 erscheint am Läufer des veränderbaren Widerstands 106, der mit Ausgängen 107 und 108 zweier
Demodulatoren 109 bzw. 110 verbunden ist. Die Ausgänge der beiden Demodulatoren 109 und 110 sind über zwei Filter 112 und 113 mit einer Geschwindigkeitssteuerung 114a und einem Motor 114 sowie mit einer Geschwindigkeitssteuerung 115a und einem Motor 115
verbunden. Die beiden Motoren 114 und 115 sind die beiden vorher erwähnten Motoren, die so angeschlossen sind, daß sie den Kopf 10 in den X- und Y-Richtungen relativ zu dem Tisch 11 bewegen. Zwischen den Motoren 114 und 115 und dem Kopf 10 können herkömmliche Antriebsverbindungen vorgesehen sein, wie beispielsweise Zahnstangen und Ritzel.

Die beiden Demodulatoren 109 und 110 haben jeweils zusätzliche
Eingangsverbindungen 117 bzw. 118. Der Eingang 117 des Demodulators 109 ist mit dem Ausgang 71 des Abtastwinkelregisters 64 verbunden und der Eingang 118 des Demodulators 110 ist mit dem Ausgang eines Quadrierschaltkreises 127 verbunden. Der Quadrierschaltkreis 12.7 weist zwei Inverter 121 und 122, sowie ein
UND-Gatter 123, ein UND-Gatter 124 und ein NOR-Gatter 125 auf. Die Ausgänge 70 und 71 des Registers 74 sind mit den beiden Eingängen des UND-Gatters 123 und mit den Eingängen der beiden Inverter 121 und 122 verbunden. Die Ausgänge der beiden Inverter 121 und 122 sind mit den beiden Eingängen des UND-Gatters 124
verbunden und die beiden Eingänge des NOR-Gatters 125 sind mit den Ausgängen der beiden TOID-Schaltkreise 123 und 124 verbunden. Der Ausgang des NOR-Gatters 125 ist mit dem Eingang 118 des
Demodulators 110 verbunden.

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Die Ausgangsspannung dea Demodulators 109 folgt oder entspricht der Spannung am Eingang 107> wenn die Spannung am Eingang 117 einen hohen oder positiven Wert hat. Wenn die Spannung am Eingang 117 Null ist oder einen niedrigen Wert hat, kehrt der Demodulator den Eingang 107 um. Der Ausgang 71 des Abtastwinkelregisters 64 entspricht dem Eingang 117 und ist durch die Signalform oder V/eilenform 136 dargestellt. Wie man aus Figur 7 erkennt, ist der Signalverlauf während der ersten Hälfte oder der ersten 180° niedrig. Während dieser Zeit erscheint die Sinuswelle in umgekehrter Form am Ausgang 132 (Figur 7) des Demodulators 109; dieser umgekehrte Abschnitt ist mit der Bezugszahl 131 bezeichnet. Währexid der zweiten Hälfte des Zähl Vorgangs des Registers 64 ist der Ausgang 71 hoch und daher folgt der Abschnitt 133 des Ausgangs 132 der Sinuswelle 102.

Die Quadrierschaltung 127 erzeugt die Wellenform 137, die quadriert oder um 90° versetzt gegenüber der Wellenform 136 ist. Wenn .die Spannungen an den beiden Ausgängen 70 und 71 beide hoch sind, ist der Ausgang des UND-Gatters 123 hoch und der Ausgang 137 des NOR-Gatters 125 isi; niedrig. Wenn umgekehrt die beiden Ausgänge 70 und 71 beide niedrig sind, sind die beiden Eingänge des UND-Gatters 124 beide hoch und ein hohes Eingangssignal erscheint am anderen Eingang des NOR-Gatters 125, und der Ausgang des Gatters 125 ist wieder niedrig. Man erkennt daher, daß das Signal 137 am Eingang 118 niedrig ist, wenn entweder die Ausgänge 70 und 71 beide hoch sind oder wenn sie beide niedrig sind. Anderenfalls hat der Eingang 118 einen hohen Wert. Wenn das Signal 137 am Eingang 118 hoch ist, folgt die Spannung (siehe Wellenform 138) am Ausgang des Demodulators 110 wieder der Sinuswelle 102; wenn

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das Signal 137 niedrig ist, ist die Spannung umgekehrt.

Die heiden Filter 112 und 113 bilden einen Durchschnittswert der Ausgangsspannungssignale 132 und 138 der beiden Demodulatoren und 110. Wie man oks Figur-7 erkennt, liegt der Hauptteil des Signals 132 über der Null-Referenzlinie 139 und daher ist der Ausgang des Filters 112 auf einer positiven Spannung, die den Durchschnittswert des Signals 132 darstellt. Das Signal 138 hat nach der Durchschnittsbildung durch das Filter 113 ebenfalls einen positiven Wert, der jedoch niedriger liegt als das Signal 132. Die Ausgänge der beiden Filter 112 und 113 sind so geschaltet, daß sie die Geschwindigkeiten der beiden Motoren 114 und 115 steuern, wobei die Geschwindigkeit und die Drehrichtung jedes Motors von der Größe und Polarität der Durchschnittsspannungen an den Filterausgängen abhängt. Wenn beispielsweise der Durchschnittswert des Signals 132 wie dargestellt ein hoher positiver Wert ist, wird der Motor 114 mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit in einer Richtung angetrieben, während bei negativer Durehschnittsspannung der Motor in der entgegengesetzten Richtung und mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die eine Funktion der Höhe der Durehschnittsspannung ist. Bei dem in den Figuren 1, 4 und 7 dargestellten Beispiel ist der Motor 114 so angeschlossen, daß er den Abtastkopf in der Y-Richtung bewegt und mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit betrieben wird und in Richtung nach oben, während der für die X-Richtung vorgesehene Antriebsmotor 115 so gesteuert wird, daß er den Kopf nach rechts bewegt, jedoch mit geringerer Geschwindigkeit. Dies führt dazu, daß der Kopf mit der Reihe 21 sich im wesentlichen in Y-Richtung, jedoch mit einer Bewegungskomponente in der X-Richtung bewegt; der Kopf wird nach

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oben und nach rechts in Figur 4 bewegt und hält den Zentrierpunkt 22 oder die Achse der Reihe 21 auf der Kante 17.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung kurz zusammengefaßt. Der Zeitoszillator 47 erzeugt eine Reihe von Zeitimpulsen, die bewirken, daß das Abtastregister oder der Ringzähler 38 nacheinander die Fotozellen 27 abfragt. ¥enn die abgefragte Fotozelle durch eine Kante des Flächenstücks 16 verdunkelt ist, erscheint ein Spannungssignal am Ausgang 41 des Verstärkers 39, das das Abtastwinkelregister Sh zurückstellt. Demzufolge ist die Startzeit 79 des Abtastwinkelregisters 64 ein Maß für den ¥inkel θ dei' Kante 17. Der Sinuswellengenerator 101 erzeugt eine Sinuswellenspannung 102 synchron zu dem Referenzpunkt 28. Die Sinus— welle 102 dient als Referenzsignal und steht in fester zeltlieher Beziehung zu der Startzeit 28. Die Ausgangsspannungen des .Generators Und des ¥inkelregisters 64 werden kombiniert zur Bildung zweier Spannungen, nämlich der Spannung 138, die proportional dem Sin 0 ist und den Antriebsmotor 114 für die X-Achse steuert, und der Spannung 132, die proportional Cos 0 ist und den Antriebsmotor 115 für die Y-Achse steuert.

Die Vorrichtung kann auch eine Bandbreitenkompensation oder Einstellschaltung 128 aufweisen, die mit dem Register 97 verbunden ist, wie später noch näher beschrieben wird. Wenn ein Bandbreitenkompensator nicht vorgesehen ist, kann der Ausgang des Abtastregisters 38, wenn es sich um einen Binärzähler handelt, mit dem Eingang der Synchronisationsschaltelemente 99 und 101 verbunden sein.

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Die Schaltkreise 91 und 92 sind während des Starts eines Abtastvorgangs in Betrieb. Nachdem das abzutastende Flüchenstück auf der Tischfläche angebracht ist, wird der Abtastkopf 10 von Hand in der Nähe, jedoch außerhalb des Flächenstücks angeordnet. Dies kann dadurch geschehen, daß kurzzeitig das Antriebsgetriebe zwischen den Motoren iik und 115 und dem Kopf 10 von Hand ausgekuppelt und dann der Kopf von Hand bewegt wird. Der Startrichtungsschalter 92 und die Voreinstellschaltungen werden betätigt, um die Vorrichtung zu starten, so daß sich der Abtastkopf zur benachbarten Kante des Flächenstücks bewegt; danach ist der Schalter 92 außer Betrieb und die Vorrichtung arbeitet automatisch wie vorher beschrieben. Der Schalter 92 kann beispielsweise mehrere handbetätigte Schalter aufweisen, von denen jeder so angeschlossen ist, daß er das Register 6h zu einer bestimmten unterschiedlichen Zeit oder Winkel rückstellt. Wenn beispielsweise der Abtastkopf zu Anfang links von dem Flächenstück 16 angeordnet ist, ist es notwendig, den Kopf 10 zuerst entlang der X-Achse nach rechts zu bewegen. Der Voreinstellschalter 91 wird von Hand betätigt und der nächste Synchronimpuls, der auf der Leitung 95 erscheint, stellt das Register 6k in die richtige Richtung ein, die durch die ausgewählten Schalter in der Schaltung 92 bestimmt ist. Das Register 6h wird dann auf 90 gegenüber dem Abtastregister verstellt. Das Register 64 erzeugt dann einen Fensterimpuls und versorgt die Antriebsmotoren so, daß sie den Kopf zur Kante 17 des Flächenstücks bewegen; wenn nach dem Erfassen der Kante ein Rückstellimpuls am Eingang 65 erscheint, wird die Schaltung 92 und 91 abgeschaltet. Wie erwähnt, können mehrere Schalter in dieser Schaltung 92 vorgesehen werden, die jeweils einer unterschiedlichen gewünschten Bewegungsrichtung des Kopfes zugeordnet sind.

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Eine andere mögliche Maßnahme besteht darin, eine Fangschaltung mit dem Eingang 62 des UND-Gatters 6l zu verbinden, um einen Fensterimpuls für einen kompletten Abtastzyklus zu erzeugen. Handbetätigte Geschwindigkeitssteuerschaltungen für die Motoren 114 und 115 können vorgesehen werden, um den Kopf zu dem Flächenstück zu bewegen. Der erste Impuls 58, der beim Auftreffen auf ein Flächenstücks auftritt, kann dazu verwendet werden, automatisch die Fangschaltung und die handbetätigte Geschwindigkeitssteuerung auszuschalten.

Die Figuren 8 und 9 erläutern die Arbeitsweise der Vorrichtung noch weiter und stellen die Betriebsbedingungen dar, wenn sich die Reihe 21 ungefähr über dem Punkt 151 (Figuren 1 und 8) des Flächenstücks.16 befinden. Die Kante des Fläehenstücks l6 kreuzt die Fotozellen 10 und 24; wenn die Fotozellen abgefragt werden, wird eine Spannung 152 (Figur 9) am Ausgang 41 erzeugt. Die Spannung 152 steigt während des Zeitintervalls 10 an und fällt während des Zeitintervalls 24 ab. Der Multivibrator 57 erzeugt einen Impuls 153$ der den Winkelzähler 64 zu der Startzeit 154 zurückstellt. Ein Fensterimpuls 156 wird erzeugt, der den Impuls 153 durchläßt. Der Sinuswellengenerator 101 erzeugt eine Sinuswelle 157. Die Spannung am Eingang II7 des Demodulators 109 ist durch die Impulswellenform 158 dargestellt; die Spannung am Ausgang des Demodulators 109 ist durch die Impulswellenform 159 dargestellt. Der Eingang und der Ausgang des Demodulators IiO sind durch die Impulswellenformen 16I und l62 dargestellt. Der Durchschnittswert der Wellenform 159 hat einen kleinen negativen Wert, der den Cos θ darstellt und den Motor 114 für die Y-Achse steuert, Der Durchschnittswert der Wellenform l62 hat einen großen posi-

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tiven Wert, der den Sin O darstellt und den Motor 115 für die X-Achse steuert. Der Kopf 10 bewegt sich daher schnell in der positiven X-Richtung oder nach rechts, und um einen geringeren Betrag in der negativen Y-Richtung, oder nfch unten bei der Darstellung in Figur 8.

Die Figuren 10 und 11 erläixtern die Arbeitsweise der Vorrichtung beim Abtasten einer Linie 171, die von zwei Kanten 172 und 173 begrenzt wird. Die Kante 172 kreuzt die Fotozellen 2 und 20 und die Kante 173 kreuzt die Fotozellen 4 und 18, so daß ein Spannungssignal 176 (Figur Ii) am Ausgang 41 erzeugt wird, das zwei Spannungsimpulse 177 und 178 hat.

TJm die Genauigkeit zu erhöhen, kann die Vorrichtung so eingestellt werden, daß sie der Mittellinie (strichpunktierte Linie 179) der Linie 171 folgt, Man erkennt, daß die Mittellinie 176 auf die Fotozellen 3 und 19 fällt, wenn die Mittellinie 22 der Reihe 21 auf die Mittellinie 179 fällt. Die Breite der Linie 171 entspricht ungefähr der Breite von zwei Fotozellen 27.

Eine Möglichkeit zur Einstellung auf die Linienbreite besteht darin, den Kopf 10 in seiner Aufnahme (nicht gezeigt) zu lösen und eine Winkeleinstellung des Kopfes um die Breite einer Fotozelle 27 vorzunehmen. Die Relativlagen aller Impulswellenformen wurden dann so bleiben wie in Figur 11 gezeigt, jedoch wäre die Reihe 21 im Winkel versetzt in Gegenuhrzeigerrichtung um einen Betrag, der einer Fotozelle entspricht, und zwar relativ zu den X- und Y-Achsen und zur Linie 171.

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Die "bevorzugte Maßnahme zur Einstellung auf die Linienbreite ist, die in Figur 6 gezeigte Schaltung 128 zu verwenden, die mit dem Register 97 verbunden ist. Es wird eine Abschätzung der Linienbreite vorgenommen, wobei in diesem Beispiel die Linienbreite der Breite von zwei Fotozellen entspricht. Die Schaltung 128 zur Einstellung auf die Linienbreite stellt acz Register 97 ein; im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schaltung 128 von Hand einstellbar, um das Register 97 auf den Wert Eins einzustellen. Demzufolge ist das Register 97 um einen Wert Eins gegenüber den Impulsen 177 und 178 versetzt und die Sinuswelle 1875 die das Referenzsignal ist, wäre um die Breite einer Fotozelle versetzt.

Die vordere Kante 181 des Impulses 177 erzeugt einen Impuls 182, der das Register 64 zurücksetzt; der Impuls 182 tritt durch das Gatter 6l infolge der Anwesenheit eines Fensterimpulses 183» wie vorher beschrieben. Das Signal 178 erzeugt auch einen Impuls 184, jedoch wird zu dieser Zeit kein Fensterimpuls erzeugt; deshalb stellt der Impuls 181 das Register 64 nicht zurück.

Der übrige Schaltvorgang ist so wie vorher beschrieben. Die Signale 185 und 188 erscheinen am Eingang und Ausgang des Demodulators 109, und die Signale 186 und 189 erscheinen am Eingang und Ausgang ^ädes Demodulators 110. Die Sinuswelle 187 wird durch den Generator 101 erzeugt. Ohne die Linienweiteneinstellung erscheinen die Signale 187, 188 und 189 wie mit ausgezogenen Linien gezeigt. Mit der Linienbreiteneinstellung sind sie um Eins versetzt, wie mit gestrichelten Linien gezeigt.

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Figur 12 zeigt eine ScJialtung, die in der Vorrichtung nach den Fjguren 5 und 6 verwendet werden kann und die eine automatische Kompensation der Breite der Linie 171 bewirkt. Ein UND-Gatter hat einen Eingang 202, der mit dem Ausgang des Oszillators 47 verbunden ist, der aus einer Reihe von Eechteckiinpulsen besteht. Ein weiterer Eingang 203 nimmt das Signal I76 von der Fotozellenreihe auf. Das Signal 176 wird auch über einen Inverter 204 einem monostabilen Multivibrator 206 zugeführt, der wegen dem Inverter 204 durch die vordere Flanke 207 des Impulses 177 getriggert wird. Der Ausgangsimpuls des Multivibrators 206 ist mit dem Rückstelleingang eines Flip-Flops 208 verbunden, dessen Q-Ausgang mit einem dritten Eii-^ang 209 des UND-Gatters 201 verbunden ist. Der Einstelleingang des Flip-Flops 208 ist mit dem Ausgang eines monostabilen Multivibrators 211 verbunden. Der Eingang des Multivibrators 211 empfängt den Fensterimpuls 183.

Im Betrieb triggert die vordere Flanke 212 des Fensterimpulses den Multivibrator 211 und stellt den Flip-Flop 208 ein und bewirkt dadurch, daß der Q-Ausgang und der Eingang 208 hoch oder positiv sind. Wenn der Impuls 177 erscheint, wird der Eingang ebenfalls positiv und der Ausgang des UND-Gatters 201 folgt dann dem Rechteckwellenausgang des Oszillators 47. Die Oszillatorimpulse werden durch ein Register 213 gezählt, das bei der dargestellten Ausführungsform vier Stufen hat. Vor dem ZählVorgang war das Register 213 durch den Ausgangsimpuls des Multivibrators 211 zurückgestellt worden. Wenn die vordere Flanke 207 erscheint und den Flip-Flop 208 zurückstellt, wird der Eingang 209 niedrig und das Register 213 hat zwei Oszillatorimpulse gezählt. Daher zeigt der Zählwert des Registers 213 die gesamte Linienbreite an.

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Ein weiteres Register 214 ist mit den Ausgängen der zweiten, dritten-und vierten Stufen des Registers 213 verbunden. Durch Verschiebung einer Stufe oder eines Bits wird der Ausgang durch zwei dividiert. Beim vorliegenden Beispiel ist das Register auf einen Wert von Eins eingestellt. Das Register 214 ist eine Sperr- und Halteschaltung; ein Zählwert wird übertragen, wenn ein Sperrsteuersignal an einem Eingang 216 erscheint, der mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 208 über den Multivibrator 215 verbunden ist. Daher wird', der Zählwert über tragen und gehalten bis zur nächsten Übertragung, an der Vorderflanke 207 des Impulses 177> die den Flip-Flop 208 zurückstellt. Der Ausgang des Registers 214 ist so geschaltet, daß er anstelle der Schaltung 108 das Register 97 einstellt.

Figur 13 zeigt eine andere Ausführungsform, die der Ausführungsform nach Figur 6 ähnlich ist, jedoch eine erhöhte Genauigkeit bietet. Ein Oszillator 215 hat im vorliegenden Beispiel die vierfache Frequenz des Oszillators 47. Ein Abtastregister 216, das als Schieberegister ähnlich dem Register 38 wirkt, hat einen Zwei-Bit-Abwärts-Zähler 217, der mit seinem Eingang und dem Oszillator 215 verbunden ist. Der Zähler 217 reduziert die Frequenz durch einen Faktor vier; daher arbeitet das Register 216 und der Sinuswellengenerätor 218 wie in Figur 6 gezeigt. Der Ausgang des Oszillators 215 ist.mit einem Zwei-Bit- oder Zwei-Stufen-Zähler 219 verbunden, der dem Anfang des Winkelregisters 221 hinzugefügt ist, wobei der Zähler 219 hinzugefügt ist, um die Größe und dadurch die Auflösung zu erhöhen. Die letzten vier Stufen des Registers 221 sind mit der Fensterschaltung 222 und dem Motorantriebsschaltkreis 223 verbunden.

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Das Ausgangssignal der Fotozellenreihe ist bei 226 dargestellt und tritt durch ein Filter 227, bevor es zu dem Niveaudetektor 228 fließt. Das Filter 227 glättet das Signal 226 und fügt eine · Zeitverzögerung hinzu, wie durch das Signal 229 gezeigt. Infolge der erhöhten Frequenz des Oszillators 215 erscheinen vier Impulse 232 in der Zeitspanne des Abtastens einer Fotozelle. Der Detektor 228 erfaßt ungefähr das Spannungsηiveau 231, das ungefähr während des Vierfachen des Impulses 252 auftritt. Auf diese Weise wird die Auflösung der Erfassung oder die Rückstellzeit für das Winkelregister 221 erhöht.

Aus der vorangegangenen Beschreibung eigibt sich, daß ein neuartiges und fortschrittliches Abtastsystem geschaffen wurde. Der Abtastkopf folgt einer dunklen Linie auf einem hellen Untergrund, wobei die Fotozellenreihe mit beispielsweise 400 Zyklen pro Sekunde abgetastet wird. Die Antriebsmotoren können Gleichstrommotore mit Permanentmagneten oder Kurzschlußanker sein; das jedem Motor zugeführte Signal ist eine positive oder negative Gleichspannung. Der Fensterschaltkreis ist vorgesehen, damit man zwei oder mehr Kanten einer Linie zulassen kann, od^r Störungen oder Schmutz auf dem Papier des Flächenstücks, Die Linienbreiteneinstellung kann auch verwendet werden zur Einstellung auf eine Werkzeugbreite. Anstelle der Verwendung von zwei Motoren und einem Antrieb wie beschrieben kann eine kombinierte Maschine verwendet werden, bei der zwei Motoren, die auf ein Signal ansprechen, die Bewegung in einer Richtung steuern und einer oder zwei Motoren, die auf das andere Signal ansprechen, die Bewegung in einer Achse quer dazu steuern. Die Vorrichtung wurde so beschrieben, daß das Flächenstück in einer horizontalen Ebene liegt, jedoch könnte das Flächenstück auch in einer vertikalen Ebene angeordnet sein.

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Es wurde eine Vorrichtung zur optischen Abtastung einer Linie oder Flächenkante beschrieben, die bestimmt ist zur Verwendung bei einer Maschine mit einem ersten und einem zweiten Motor zur Bewegung einer" Einrichtung in einer ersten und einer dazu senkrechten, zw^reiten Richtung. Die Vorrichtung weist eine Reihe von lichtempfindlichen Elementen auf, die in benachbarten Winkelstellungen angeordnet und nahe der Linie oder dem Flächenstück angebracht sind. Ein Bild der Linie oder des Flächenstücks fällt auf die Reihe und bildet einen Winkel θ mit einem Referenzpunkt auf der Reihe. Die Vorrichtung weist weiter eine Einrichtung zur aufeinanderfolgenden Abtastung der Ausgänge der Elemente auf, und eine Winkeleinrichtung, die auf die Ausgänge und den Referenzpunkt anspricht zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Signals. Das erste Signal ist eine Funktion von Sin 0 und steuert die Stromversorgung des ersten Motors, während das zweite Signal eine Funktion von Cos θ ist und die Stromversorgung des zweiten Motors steuert. Die beiden Motoren bewirken dann eine Relativbewegung der Reihe und der Linie oder des Flächenstücks und bewegen die Reihe so, daß sie der Linie oder der Flächenkante folgen.

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Claims

Patentansprüche

1., Vorrichtung zum Abtasten einer Linie oder Fläehenkante uncl ^^^ zur Steuerung eine*· Antriebseinrichtung für die Bewegung einer der Linie oder Flächenkante folgenden Einrichtung, wobei die Antriebseinrichtung eine Bewegung in mindestens zwei Richtungen bewirlet, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen kreisförmige Reihe (21) von lichtempfindlichen Elementen (27) vorgesehen ist, daß eine Einrichtung (7, 18, 19) ein Bild (17) der Linie oder Flächenkante auf diese Reihe (2l) fokussiert, daß eine Abtasteinrichtung (38) nacheinander die lichtempfindlichen Elemente (-27) abfragt zur Feststellung, welche dieser Elemente von dem Bild (17) gekreuzt werden, daß eine Signalverarbeitungseinrichtung (^zi7, 97, 101, 64, 127, 109, IiO) auf die Ausgangssignale der Abtasteinrichtung (38) anspricht und Steuersignale liefert, die Funktionen der Stellung des Bildes (17) auf der Reihe (21) sind, und daß eine Antriebssteuereinrichtung (ll4a, 115a) die Antriebseinrichtung zu einer Folgebewegung entlang der Linie oder Flächenkante in Abhängigkeit von den von der Verarbeitungseinrichtung gelieferten Signalen steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe (21) einen Bezugspunkt (28) hat und daß die Signalverarbeitungseinrichtung einen Wert für den Winkel (θ) zwischen dem Bezugspunkt (28) und dem lichtempfindlichen Element (27) liefert, das von dem Bild (17) gekreuzt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung Steuersignale liefert, die ΐλ-igonometrische Funktionen des Winkels (θ) sind.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bewegungsrichtungen in einem Winkel von ungefähr 90 zueinander versetzt sind und daß cine der beiden Richtungen im wesentlichen mit der Richtung einer Linie von dem Bezugspunkt (28) zum Mittelpunkt (22) der Reihe (21) zusau'menf all t.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen der Sinus und der Cosinas des Winkels (θ) sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiereinrichtung Lichtquellen (17» 18, 19) aufweist, die Lichtstrahlen oder -bündel auf die Linie oder Flächenkante (l6) richten und die Strahlen oder -bündel auf der Reihe (21) von lichtempfindlichen Elementen (27) fokussieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe (2l) im wesentlichen kreisförmig ist und daß die Lichtquellen mehrere Lampen (18) aufweisen, die in kreisförmiger Anordnung angebracht und radial im Abstand zu der Reihe (21) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung ein Zeitregister {6h) aufweist, das mit der Abtasteinrichtung (38) zusammenwirkt, um den Winkel (0) abzufühlen, sowie Zeitgebereinrichtungen (97, 101), die auf den Bezugspunkt (28) ansprechen und ein Zeitbezugssignal liefern. .

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9. Vorrichtimg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen ersten Motor (11*0 und einen zweiten Motor (115) aufweist, um die Einrichtung in der ersten und zweiten Richtung zu "bewegen, daß die Reihe (2l) einen Bezugspunkt (28) hat j daß das Bild (17) einen "Winkel (Q) relativ zu dem Bezugspunkt (28) einnimmt, daß die Abtasteinrichtung (38) nacheinander die Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente (27) zyklisch abfragt und ein Synchronsignal jedesmal dann liefert, wenn der Bezugspunkt (28) erscheint, daß eine Einrichtung (lOl) auf das Synchronsignal anspricht und ein ■Referenzsignal liefert, das in fester Phasenbeziehung mildem SynchrcKiimpuls steht, daß eine Winkeleinrichtung ('5¹O auf das Signal der Abtasteinrichtung (38) anspricht und einen Winkeiausgang liefert, der dem Winkel (Q) entspricht, und daß eine Einrichtung (109, HO) in Abhängigkeit von dem Beiiugssignal und dem Winkelausgang Motorsteuersignale liefert, die dem Sinus und Cosinus des Winkels (Q) entspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Fensterimpuls-Sehaltung (81) in Abhängigkeit von dem Winkelausgang die Aufnahme der Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente (27) durch die Winkeleinrichtung {6k) steuert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9_} dadurch gekennzeichnet, daß die ein Referenzsignal liefernde Einrichtung einen Zähler (97) aufweist, der die lichtempfindlichen Elemente (27) zählt, wenn sie abgefragt werden, und einen Refercnzsignalgencrator (101), der von dein Ausgang des Zählers (97) gesteuert wird.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der lief ercnzsignalgencrator (10l) eine Sinusvrellc liefert.

13. Vorrichtung nach -Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (128) zum Abschalten des ZählVorgangs des Zählers (97) vorgesehen ist.

lh. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstelleinrichtung (128) eine Einrichtung aufweist zum Messen einer Linienbreite und zum automatischen Abschalten des Zähl vox-gangs.

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