DE3017558A1 - Optischer spurverfolger - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung "betrifft einen optischen Spurverfolger nach, dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte optische Spurverfolger der erwähnten Art, beispielsweise solche nach der Ca-PS 917 773, verwenden ein mechanisches Bauelement zur Erzeugung einer Kreisabtastung zur Betrachtung eines Linienmusters mittels einer Jrbotoselle. Gemäß dieser Druckschrift umfaßt ein Abtestsystem einen Motor, welcher einen Spiegel dreht, der wiederum die Photozelle so beeinflußt, daß ein Punkt aufgenommen wird, der sich über dem Linienmuster dreht. Gleichzeitig dreht der Motor einen Generator, welcher eine Sinus- und eine Cosinusfunktion erzeugt. Durch Zuordnung der von der Photozelle erhaltenen Informationen sowie der Sinus- und Cosinusfunktionen* die durch den Abtaster erzeugt werden, können Signale erhalten werden, welche die relative Geschwindigkeit in Koordinatenrichtungen darstellen, die erforderlich ist, um den Spurverfolger dem Linienmuster nachzuführen. Diese Signale werden verwendet, um Koordinatenantriebsmotoren zu beaufschlagen, welche den Spurverfolger nebst einem zugeordneten Werkzeug entsprechend dem Linienmuster bewegen. Es ist zu beachten, daß bei der bekannten Anordnung sowohl eine Sinus- als auch eine Cosinusfunktion erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines demgegenüber verbesserten und vereinfachten Spurverfolgers, bei welchem insbesondere einer der Funktionen-Generatoren weggelassen werden kann, ?® wobei gleichzeitig auf marktübliche integrierte

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Schaltungsbaueinheiten zurückgegriffen werden kann, um auf diese Weise den Aufbau zu vereinfachen und die Wirtschaftlichkeit der Herstellung der Anordnung zu erhöhen=

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erzeugt ein optischer Abtastkopf eine einzige Funktion, welche als Sinusfunktion "bezeichnet wird. Eine Geschwindigkeitssteuerung wählt von einem Potentiometer einen gewissen Prozentwert dieser Sinusfunktion. Ein durch die Abtasteinrichtung erzeugter Impuls wird verwendet, um die Sinuswelle so zu tasten, daß eine der Koordinatenfunktionen erzeugt wird, statt eine ähnliche Cosinusfunktion zu erzeugen, während ein verzögerter Impuls, effektiv um 90° verzögert, verwendet wird, um die Sinus funkt ion so zu tasten^ daß das gewünschte verbleibende Koordinatensignal erzeugt wird. Diese beiden Signale werden dann verwendet, um X- und Y-Koordinatenantriebsmotoren des Systems zu steuern, Diese Anordnung ist für eine einzige Spurverfolgungsrichtung zufriedenstellend, sei es im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn rund um das Linienmuster, und zwar in Abhängigkeit davon, welches Koordinatensignal von dem verzögerten Impuls erzeugt wird.

Gleichzeitig wird die Sinusfunktion auch verwendet, um Signale zu erzeugen, welche eine von Hand erfolgende Einstellung des Gerätes zulassen. Das Sinuswellensignal wird verwendet, um Tastimpulse gleichzeitig beim Auftreten des Scheitel- und NuIlwertes der Sinusfunktion zu erzeugen, welche verwendet werden, um die Sinuswelle zu tasten und Handbetätigungs-Steuersignale in Abhängigkeit von der Maximalamplitude der Sinuswelle der Geschwindig-

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keitssteuerung zu erzeugen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

I¹Xg. 1 ein Ausführungsbeispiel· einer erfindungsgemäßen Anordnung in Blockschaltbilddarstellung,

I¹Xg. 2A und 2B zusammen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer ausführlicheren Darstellung, teils in Schaltbild- teils in Blockschaltbilddarstellung,

I¹Xg. 3 einige Wellen— bzw. Impulsformen zur Darstellung der Wirkungsweise der Anordnung.

G-emäß I¹Xg. 1 betrachtet ein optischer Abtaster 6 ein Linienmuster 7 mittels einer photoelektrischen Einrichtung, die das Reflexionsvermögen des Linienmusters kreisförmig betrachtet, wie dies für einen Bereich 8 dargestellt ist. Die optische Abtastung kann durch irgendeinen geeigneten Abtaster erfolgen, beispielsweise durch einen solchen, wie er in der eingangs in der Beschreibungseinleitung abgehandelten Ca-PS dargesteirt ist.. Der photoelektrische Abtaster erzeugt einen Impuls an einem Anschluß 9 jedesmal dann, wenn die photooptische Einrichtung das Linienmuster anzeigt· Gleichzeitig erzeugt der Abtaster eine sinusförmige Ausgangsgröße, welche einer Geschwindigkeitssteuerung 10 zugeführt wird. Von den an dem Anschluß 9 auftretenden Impulsen werden lediglich diejenigen gewählt, welche die Überkreuzung des Linienmusters in der Richtung darstellen, in welcher der Spurverfolger läuft. Dies

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geschieht mittels einer Wählschaltung 11. Die gewählten Impulse werden auch in der gleichen Schaltung geformt.

Die Ausgangsgröße des Wählformers 11 wird einer Verzögerungsschaltung 12 sowie einer Abtast- und Halteschaltung 13 zugeführt. Die Ausgangsgröße der Verzögerungsschaltung 12 wird einer Abtaste und Halteschaltung 14- zugeführt. Die Ausgangsgröße der Geschwindigkeitssteuerung 10 weist eine sinusförmige Amplitude auf, welche durch die Geschwindigkeitseinstellung bestimmt ist,und liegt an den beiden Halteschaltungen 13, 14- sowie auch an einem Signalverarbeiter 15· Die Ausgangsgröße der Halteschaltungen 13, 14 liegt an einem X- bzw. Y-Verstärker 16 bzw. 17-Die Ausgangsgröße dieser Verstärker wird verwendet, um die X- und Y-Geschwindigkeit des Spurverfolgers 6 und auch ein Werkzeug zu steuern, welches unmittelbar oder über entsprechende Motorantriebe angeschlossen sein kann, um zu bewirken, daß das Werkzeug die gleichen Schleifen ausführt wie der Spurverfolger, wie dies in der Werkzeugmaschinentechnik an sich bekannt ist.

Im Betrieb ist es erforderlich, den Spurverfolger über eine Oberfläche zu bewegen, um das Linienmuster entweder abzutasten oder geradlinige Ausschnitte zu bewirken. Deshalb muß eine Bedienungsperson die Möglichkeit haben, die Steuerung zu überlaufen. Dies geschieht durch einen Schalter 18, welcher als Vierwegeschalter ausgebildet ist, wobei es einer Bedienungsperson ermöglicht wird, die Anordnung in der X- oder -X -Richtung bzw. in der Y- oder-Y Richtung auswahlmäßig anzutreiben. Die Ausgangsgrößen der Schalter 18 liegen an einem X- bzw. Y-Generator

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"bzw. 20, die lediglich betriebsbereit sind) wenn ein Schalter 21 betätigt wird, und deren Ausgangsgrößen den Halteschaltungen 13; 14 zugeführt werden. Wenn der Abtaster eine Ausgangsgröße an dem Anschluß 9 erzeugt und die Anordnung zum Spurverfolgen eingeschaltet wird, so tasten die Abtast- und Halte-. schaltungen 13, 14 die Sinüsgröße der Geschwindigkeitsteuerung 10 in Abhängigkeit -von dem durch die Wähler erzeugten Puls, in Abhängigkeit von dem Former 11 in der Halteschaltung 13 und in Abhängigkeit von dem verzögerten Puls der Verzögerungsschaltung 12 in der Halteschaltung 14. Die durch die Verzögerungsschaltung 12 bewirkte Verzögerung entspricht einer 90° -Drehung des Abtasters. Daher stellt die Information, welche von der Halteschaltung 14 abgegeben wird, eine 90°-Verzögerung gegenüber der Information dar, welche von der Halteschaltung 13 abgegeben wird. Daher sind die Ausgangsgrößen der Halteschaltungen 13* 14 zwei Koördinatenanteile der Information, beispielsweise der Wert einer Sinusfunktion zum Zeitpunkt der Erfassung des Linienmusters und des Wertes eines äquivalenten Cosinussignals. Diese Größen ergeben die notwendige X- und X-Koordinateninformation, um das Spurverfolgungsgerät zu bewegen.

Um eine Steuerung durch eine Bedienungsperson zu ermöglichen, erzeugt die Sinuswelle, welche dem Verarbeiter I5 und den X- und Y-Generatoren 19, 20 zugeführt wird, Impulse bei dem Wert KuIl sowie dem maximalen negativen und positiven Wert der Sinuswelle. In Abhängigkeit von der Lage des Schalters 18 wird ein Impuls von dem X- oder Y-Generator abgegeben, welcher beim positiven oder negativen oder Nullwert der Sinuswelle auftritt, welche bei Zuführung zu der Halteschaltung 13 oder

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Halteschaltung 14- bewirkt, daß sich das Gerät entweder in oiner positiven oder negativen Sichtung "bewegt', und zwar in der X¹- oder Y-Koordinatenrichtung mit einer Geschwindigkeit, welche von der Einstellung der GeschwindigkeitssNeuerung "bestimmt wird. Wenn die Impulse, welche sowohl von dem X-als auch dem X-Generator abgenommen werden, einem Nullwert der Sinuswelle entsprechen, hält das Gerät an.

Gemäß Fig« 2A, 2B ist der Abtaster als eine Photozelle 30 und ein Sinuswellengenerator 31 dargestellt. Die Form und der Wert der Impulse der Photozelle werden durch "Verstärker 32, 34- eingestellt, so daß dann, wenn die Kante des Linienmusters auftritt,

^5 die Ausgangsgröße des Verstärkers 34- von einer logischen Null zu einer logischen "1" geht* Dieser Impuls wird einer NICIITDND-Stufe 35 zugeführt, deren Auegangsgröße wiederum an einer monostabilen Stufe 37 liegt. Eine Oder-Stufe 36 sowie die monostabile Stufe 37 sind so angeordnet, daß dann, wenn ein Impuls an der MCETIMD-StUfe 35 auftritt, die monostabile Stufe 37 die NICESUUD-Stufe abschaltet und eine Sperrung für jeden weiteren Impuls bewirkt, welcher über eine Zeitperiode durchgelassen wird, die lediglich etwas geringer als eine völlige Abtastperiode ist.

Diese Anordnung stellt sicher, daß dann, wenn einmal die Laufrichtung des Gerätes festgelegt ist, lediglich Impulse in der gleicher Richtung angezeigt werden, während ein Umkehrimpuls ausser Betracht bleibt.

Impulse der monostabilen Stufe 37 werden danach drei Schaltungen zugeführt, von denen die erste, welche einen Linienmustergenerator darstellt, aus einer monostabilen Stufe 39 besteht, die eine etwas längere Impulsdauer als eine einzige Abtastperiode

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aufweist und auf diese Weise ein logisches "1"-Signal an einem Anschluß 40 solange erzeugt, wie das Muster angezeigt wird. Dieses Signal wiederum "beaufschlagt einen LED-Anzeiger 41 für das "Auf"-Muster.

Dj e zweite Schaltung, welcher die Ausgangsgröße der monontal·ilen Baueinheit 37 zugeführt wird, ist ein monostabiler Pulsformer 47- Der Impuls der monostabilen Baueinheit 37 liegt auch an einer aonostabilen Baueinheit 43, welche einen Impuls an ihrem Ausgang um eine gewisse Zeit später erzeugt, als dies dem Zeitpunkt gleich einer 90°-Abtastdrehung entspricht, was etwa 8,3 Millisekunden bei 1800 U/min ausmacht. lie Ausgangsgröße dieser monostabilen Baueinheit liegt an einem Pulsformer, welcher aus einer monostabilen Baueinheit 45 besteht, die einer monostabilen Baueinheit 47 in dem anderen Kanal entspricht, wobei die Ausgangsgröße beider monostabiler Baueinheiten an einer UTTD-Stufe 48 bzw. 49 liegt.

Die Ausgangsgrößen der UETD-Stufen 48, 49 liegen an NICHTURD-Stufen 86, 8? und gelangen von dort zu NICHTOITD-Stufen 50, 51 sowie Invertierverstärkern 52, 53 bzw. 54, 55 zu einer Abtast- und Halteschaltung 56 bzw. 57-

Die Ausgangsgröße des Sinusgenerators 41 wird durch einen Verstärker 58 invertiert und stabilisiert, so daß eine konstante Amplitude vorliegt. Ein gewisser Teil dieser Sinuswelle wird auswahlmäßig durch ein Geschwindigkeitssteuerpotentiometer 59 abgenommen und den Abtast- und Halteschaltungen 56, 57 zugeführt. Diese Schaltungen erzeugen ein Signal proportional dem Wert der Sinusfunktion in dem Augenblick, wenn die Abtastung durch den Abtast-

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impuls erzeugt, der den Abtast-· und Halteschaltungen zugeführt wird. Dieses Signal wird dann den X- und !-Verstärkern 16, 17 zugeführt und gelangt von dort zu X- und Y-Koordinatenantriebsmotoren 60, 61.

An der linken Seite des Schaltbildes sind Schalter S1, S2 veranschaulicht. In der vorangehenden Beschreibung war angenommen, daß sich der Schalter S2 in dei^ gezeigten Stellung "befindet. Wenn andererseits der Spurverfolger in manueller Betriebsweise arbeiten soll, wird der Schalter S2 auf "Wegziehen" * während der Handbetätigungsschalter S1 in die gewünschte X-, -X-, oder -Y-Stellung gebracht wird.

Eine Sinusfunktion des Verstärkers 58 wird auch sowohl einem Invertierverstärker 62 als auch einem Vergleicher 63 zugeführt. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 62 liegt an einem Phasenschieber 64, dessen Ausgangsgröße wiederum mit einem Vergleicher 65 verbunden ist. Der Ausgang des Vergleichers 65 liegt an einem Invertierer 66.

Die Wellenformen in verschiedenen Punkten der Schaltung ergeben sich aus Fig. 3« Wenn sich der Schalter S1 in der +X-Stellung befindet, so liegt obr +X-Anschluß des Schalters auf Null Volt, wobei die verbleibenden Anschlüsse auf A2. Volt liegen. Die Anschlüsse +X und -X des Schalters S1 liegen an einer NICHTODER-Schaltung 67= Die Anschlüsse +Y und -Y des Schalters S1 liegen an einer NICHTODER-Schaltung 68. Die Anschlüsse liegen auch über Invertierer 69 bzw. 70 bzw. 71 bzw ο 72 an NICHTTMD-Schaltungen 73 bzw. 74 bzw. 76 bzw. 77· Die Rechteckwellen-Ausgangsgröße des Invertierers 66 liegt an den NICHTUITD-Stuf en 73 und 76o Die Rechteckwellen-Ausgangsgröße des

* eingestellt,

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Pulsformers 65 liegt an den NICHTUND-Stufen 74- -und 77· Die Rechteckwellen-Ausgangsgröße des Vergleichers 63 liegt an NIGHTUND-Stufen 73 und 78 sowie auch an einer NICHTUND-Stufe 79. Die Ausgangsgröße der NICHTUND-Stufen 73, 74-, 75 und 79 liegt an einer NICHTODER-Stufe 80. Die Ausgangsgröße der NICHTUND-Stuf en 76, 77, 78, 79 liegt an einer NICHTODER-Stufe 81. Die Ausgangsgrößen der NICHTODER-Stufen 80, 81 liegen an einem monostabilen Pulsformer 82 "bzw. 83.

Die Ausgangsgrößen dieser monostabilen Pulsformer liegen an UND-Stufen 84-, 85, welche den UND-Stufen 4-8, 4-9 in der Spurverfolgerschaltung entsprechen, wobei alle Ausgangsgrößen dieser Baueinheiten an NICHTODER-Stufen 86, 87 liegen. Von hier entspricht die Schaltung derjenigen, welche in Bezug auf den Spurverfolgungsvorgang beschrieben wurde, wobei die X- und Y-Koordinatensignale durch die Einstellung des Handschalters bestimmt werden, welcher wiederum die Tastzeit der Sinuswelle festlegt, wie sie von der Geschwindigkeitssteuerung an den Formungs- und Halteschaltungen erzeugt wird, wobei es noch darauf ankommt, ob das Signal sich in dem X- oder T-Kanal befindet. Zusätzlich ist die Steuerung der X- und Y-Antriebslogikschaltung so gehalten, daß die ausschließliche Steuerung des Systems durch die Bedienungsperson oder durch das Linienmuster sichergestellt wird.

Wenn sich der Schalter S2 in der Start- oder Wegziehstellung befindet, so entspricht die Eingangsgröße an einer NICHTUND-Stufe 93 dem Wert Null, was zu einer Ausgangsgröße entsprechend ,einer logischen "1" führt, welche durch einen Invertierer 94- zu einem Wert Null übergeführt wird. Diese logische Null erscheint an der NICHTUND-Stufe 79 und schaltet die andere Eingangsgröße zu der NICHTUND-Stufe 79 ab,

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welche infolgedessen aussei· Betracht bleiben kann. Gleichzeitig liegt ,bei in Wegziehstellung befindlichem Schalter S2 eine Eingangsgröße entsprechend einem Wert Null an einer NICHTODER-Stufe 96, was eine Ausgangsgröße "1" bewirkt, unbeschadet der anderen Eingangsgröße» Diese logische Größe "1" bewirkt bei Zuführung zu den NICHTUND-Stufen 73-78, daß diese dem Handposxtxonsschalter S1 ermöglichen, die Erzeugung des gewünschten Abtastimpulses zu steuern.

Wenn sich andererseits der Schalter S2 in der Startposition befindet, so wird die Nullgröße des Schalters S2 durch den Invertierer 90 invertiert und einer NICHTUND-Stufe 95 als logische "1" zugeführt. Die Ausgangsgröße des Ausschaltanschlusses des Schalters S2 ist auch eine logische "1", welche der NICHTUND-Stufe 95 zugeführt wird. Die ^-Ausgangsgröße der monostabilen Baueinheit 39 ist eine logische "1" beim Nichtvorliegen des anzuzeigenden Linienmusters., Wenn alle Eingangsgrößen logische "1"-Werte sind, die der NICHTUND-Stufe 95 zugeführt werden, ist die Ausgangsgröße eine logische Null, die zu der NICHTODER-Stufe 96 verläuft. Selbst wenn die andere Eingangsgröße zu der NICHTODER-Stufe 96 von dem Schalter S2 aus eine logische "1" ist, wird die Ausgangsgröße der NICHTODER-Stufe 96 eine logische "1", wodurch die NICHTUND-Stufen 73-78 in Betrieb gesetzt werden. Auch wenn sich der Schalter S2 in der Startstellung befindet, entspricht die Eingangsgröße zu der NICHTUND-Stufe 88 sowie der NICHTODER-Stufe 89 von dem Abschaltkontakt des Schalters S2 einer logischen "1". Die logische Null an dem Startkontakt wird durch den Invertierer 90 umgewandelt und erscheint als eine logische "1" an dem Eingang zu der NICHTUND-Stufe 88. Bis

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das Linienmuster aufgegriffen wird, entspricht das. Signal Q an dem Anschluß 40 einer logischen Hull, welche den NICHTUND-Stufen 88, 89 zugeführt wird. Die Ausgangsgrößen der NICHTUND-Stufe 88 und der NICHTODER-Stufe 89 sind somit "beide jeweils eine logische "1", welche "bei Zuführung zu der NICHI-ODER-Stufe 91 eine Ausgangsgröße entsprechend einer logischen Null bedingt. Diese logische Null schaltet, wenn sie durch den Invertierer 92 in eine logische "1" verwandelt wurde und den UND-Stufen 84, 85 zugeführt wird, diese Stufen ein und ermöglicht, daß Impulse von den monostabilen Baueinheiten 82, 83 den NICHTODER-Stufen 86, 8? zugeführt werden und von dort zu den Abtast- und Halteschaltungen sowie der Motorsteuerung gelangen, wie dies vorangehend beschrieben wurde.

Die logische Null der NICHTODER-Stnif e 91 wird auch den UND-Stufen 48, 49 zugeführt, wodurch diese Stufen abgeschaltet werden und Impulse, die an deren anderen Anschlüssen erscheinen, auf die Abtast- und Halteschaltung übertragen werden.

Wenn sich daher der Schalter S2 in der Startstellung befindet, um ein Linienmuster abzutasten, bewegt sich der Spurverfolger in einer Richtung, die durch die Einstellung des Schalters S1 bestimmt wird, und zwar bei einer Geschwindigkeit, die durch die Amplitude der Sinuswelle bestimmt ist, die von dem Geschwindigkeitspotentiometer 59 abgenommen wird, bis ein Linienmuster aufgeprüft wird. Sobald ein Muster aufgeprüft wird, wird ¹Q zu einer logischen Null, wobei beide Eingänge, die zu der NICHTODER-Stufe 96 verlaufen, jeweils eine logische "1" dardarstellen. Deren Ausgangsgröße wird eine logische

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Null, und die NICHTUND-Stufen 73-78 werden abgeschaltet, wodurch eine von Hand ausgeführte fortgesetzte Bewegung verhindert wird, wenn einmal ein Muster abgetastet wird.

Die Größe Q an dem Anschluß 40 wird eine logische "1". Wenn alle zu der NICHTUND-Stufe 88 verlaufenden Eingangsgrößen den Wert einer logischen "1" erreichen, wird deren Ausgangsgröße zu einer logischen Null. Diese logische Null bewirkt, wenn sie an der NIGHTODER-Stufe 91 erscheint, daß deren Ausgangsgröße zu einer logischen "1" wird. Diese Ausgangsgröße wird zu dem Eingang der NICHTODER-Stufe 89 zurückgeführt, was bewirkt, daß deren Ausgangsgröße eine logische Null wird, so daß bei Bewegung des Schalters S2 von der Start- zu der Spurverfolgungsstellung die Ausgangsgröße der NICHTODER-Stufe eine logische Null bleibt und die Ausgangsgröße der NICHTODER-Stufe 91 eine logische "1" bleibt, selbst wenn die Ausgangsgröße der NICHTUND-Stufe 88 eine logische "1" wird«,

Diese logische "1" der NICHTODER-Stufe 91 bewirkt, daß die UND-Stufen 48 und 49 zulassen, daß Impulse von den monostabilen Baueinheiten 45, 47 zu den NICHTODER-Stufen 86, 87 und damit zu der Abtast- und Halteschaltung gelangen. Gleichzeitig wird die logische "1" von der NICHTODER-Stufe 91 durch den Invertierer 92 invertiert und den UND-Stufen 84, 85 zugeführt, wodurch diese abgeschaltet werden und verhindern, daß Signale von der Handeinstellschaltung die Tast- und Halteschaltung erreichen können.

' Wenn sich der Schalter S2 in der Spurverfolgungs-

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Stellung "befindet, so beaufschlagen der Wegzieh- und Startanschluß beide die NICHTUND-Stuf e 93 mi* einer logischen "1". Wenn der Spurverfolger ein Linienmuster abtastet, so ist der Q-Ausgangswert der monostabilen Baueinheit 39 eine logische Null, wodurch die Ausgangsgröße der NICHTUITD-Stufe 93 auf einer logischen "1" halten wird, die nach Invertierung durch den Invertierer 94- eine logische Null an der NICHTUND-Stufe 79 abgibt. Sollte das Linienmuster verloren werden oder der Schalter S2 auf Spurverfolgung geschaltet werden, wenn das Muster nicht abgetastet wird, so wird die ^-Ausgangsgröße der monostabilen Baueinheit 39 zu einer logischen "1". Dies zusammen mit den anderen logischen Eingangsgroßen "1" zu der NICHTUND-Stufe 93 bewirkt, daß die Ausgangsgröße eine logische Null wird, welche nach Invertierung durch den Invertierer zur Übertragung einer logischen "1" auf die NICHTUND-Stufe 79 führt; dadurch wird diese Stufe eingeschaltet und ermöglicht, daß das an deren Eingang auftretende Signal über die ODER-Stufen 80, 81 zu den monostabilen Baueinheiten 82, 83 gelangt. Diese zu der NICHTUND-Stufe 79 verlaufende Eingangsgröße entspricht der Wellenform G- von Fig. 3.

Gleichzeitig sind die Eingangsgrößen zu der NICHTUND-Stuf e 95 von dem Wegziehanschluß des Schalters S2 und ^ von der monostabilen Baueinheit 39 beide jeweils eine logische "1". Die Eingangsgröße zu der NICHTUND-Stuf e 95 "von dem Startanschluß des Schalters S2 über den Invertierer 90 ist eine logische Null. Die Ausgangsgröße der NICHTUND-Stufe 95 ist somit eine logische "1", Die andere Eingangsgröße zu der NICHTODER-Stufe 96 ist eine logische "1" von dem Wegziehanschluß des Schalters S2„ Wenn beide Eingangsgrößen jeweils eine logische "1" sind, so ist

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die Ausgangsgröße der NICHTODER-Schaltung 96 eine logische Null. Diese logische Null schaltet die NICHTUND-Stufen 73-78 ab und verhindert, daß Signale von dem Schalter S1 den Spurverfolger steuern.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 die Wirkungsweise der Anordnung beschrieben. Die Wellenform A von Fig. 3 tritt an dem Punkt A von Fig. 2 auf. Sie erscheint in invertierter stabilisierter Form gemäß der Wellenform B in Fig. 3 an dem Punkt B in Fig. 2-Die invertierte Form der Wellenform B bei C in Fig. erscheint im Punkt C von Fig. 2. Die pbeeeuverschobene Form der Sinuswelle, nunmehr eine Cosinuswelle D von Fig. 3, erscheint an dem Punkt D in Fig. 2. Diese Wellenform, welche durch den Vergleicher 65 begrenzt wird, erzeugt die Wellenform E von Fig. 3» deren Wellenfronten an den Übergangspunkten der Sinuswelle D in Fig„ 3 auftreten; diese Wellenform tritt im Punkt E von Fig. 2 auf. Die invertierte Form dieser Wellenform erscheint an einem Punkt F von Fig. 2 und entspricht der Wellenform F von Fig. 3· Eine ähnliche Wellenform mit 90° Phasenverschiebung wird in einem Vergleicher 63 erzeugt, welche der Wellenform G von Fig. 3 entspricht; diese Wellenform erscheint im Punkt G- von Fig. 2.

Wenn sich der Schalter S2 in der Wegziehstellung befindet, werden die NICHTUND-Stufen 73-78 gemäß der vorangehenden Beschreibung eingeschaltet, während die NICHTUND-Stufe 79 abgeschaltet wird, wie dies _aUch für die UND-Stufen 48, 49 zutrifft. Das einzige beaufschlagbare Signal liegt daher von dem Schalter S1 vor. Es sei angenommen, daß sich S1 in der +X-Stellung befindet, wodurch eine logische Null dem Invertierer 69 zugeführt wird, die als eine logische

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"1" an der NICHTUND-Stufe 73 erscheint. Die verbleibenden Stufen 74—77 werden abgeschaltet, da deren Eingangsgrößen von dem Schalter S1 her über die Invertierer alle logischen Nullen entsprechen» Das andere der NICHTUND-Stufe 73 zugeführte Signal entspricht der Wellenform ΊΓ. Ersichtlich erzeugt diese eine Null bei jedem Übergang an dem Maximum der Sinuswelle B. Diese "1", welche über der NICHTODER-Stufe 80 zu der monostabilen Baueinheit 82 übertragen wird, überzeugt einen Tastimpuls, welcher der UND-Stufe 84- zugeführt wird, die wiederum eingeschaltet wird, da die Ausgangsgröße der NICHTODER-Stufe 91 einer Null entspricht, die nach Invertierung durch den Invertierer 92 die UND-Stufe 8A- einschaltet. Dieser Impuls durch die NICHTODER-Stufe 86 und die UND-Stufe 50 wird der Tast- und Halteschaltung 56 zugeführt und bewirkt, daß eine Sinuswelle B an ihrem Punkt maximaler Amplitude abgetastet wird. Tatsächlich tastet die Tastschaltung, wie sich versteht, denjenigen Teil der Sinuswelle B ab, welcher von der Geschwindigkeitssteuerung abgenommen wird; somit wird das von der Tast- und Halteschaltung zu dem Motor 60 geführte Signal durch die Einstellung der Geschwindigkeitssteuerung bestimmt.

Die Nulleingangsgröße zu der NICHTODER-Stufe 67 von dem +X-Anschluß an den Schalter S1 bewirkt, daß die Ausgangsgröße dieser NICHTODER-Stufe eine logische "1" wird, die der NICHTUND-Stufe 78 zugeführt wird. Das andere der NICHTÜND-Stufe 78 zugeführte Signal ist die Wellenform G-, welche einen Übergang von logisch. Hull auf logisch "1" beim Nullübergangspunkt der Wellenform B erzeugt. Dieser 0/1-Übergang von der'NICHTUND-Stufe 78 her, erzeugt bei

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Aufgabe über die NICHTODER-Stufe 81 zu der monostabil.en Baueinheit 83 einen Tastimpuls, welcher über die UND-Stufe 85 bei der ODER-Stufe 87 und über die UND-Stufe 51 zu der Y-Kanal-Pass- und Halteschaltung 57 gelangt, welche die Sinuswelle B einer durch die Geschwindigkeitssteuerung bestimmten Amplitude abtastet. Da die Abtastung im Nullübergangspunkt erfolgt, ist die Ausgangsgröße der Tast- und Halteschaltung gleich Null Volt, was bei Übertragung zu dem Y-Verstärker 17 eine Drehzahl Null des Motors 61 bedingt. Das Gesamtergebnis der Wahl der Wegziehstufe des Schalters S2 und der Einstellung des Schalters S1 auf die +X-Stellung entspricht einer Bewegung des Motors 60 lediglich mit einer Geschwindigkeit, die durch die Geschwindigkeitssteuerung bestimmt ist, d-h. es wird eine Bewegung lediglich in der X-Richtung bewirkt..

In ähnlicher Weise bewirkt eine Einstellung des Schalters S1 auf die -X-, +Y- oder -Y-Richtung Abtastungen der Sinuswelle B an ihrem Haximal·= oder Nullübergangswert, welcher durch die Tast- und Halteschaltungen zu wählen ist, wobei diese Größe den Ausgangsverstärkern zugeführt wird.

Wenn andererseits eine logische Null an dem Punkt 0 von Fig» 2 erscheint, so schaltet dies die NICHT-UND-Stufen 73-78 ab. Wenn gleichzeitig eine logische "1" an dem Punkt N von Fig. 2 erscheint, so wird die NICHTUND-Stufe 79 eingeschaltet. Die andere zu der NICHTUND-Stufe 79 verlaufende Eingangsgröße ist die Wellenform G. Wie vorangehend erwähnt wurde, tritt ein Übergang der Wellenform G von Null auf "1" bei dem Nullspannungsübergang der Wellenform B auf<, 'Dieser Übergang 0/1 der Wellenform G bewirkt₅ daß beide

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monostabilen Baueinheiten 82, 83 Tastimpulse erzeugen, die .über die UND-Schaltungen 84-, 85» die NICHTODER-Schaltungen 86, 87 sowie die NICHTUND-Schaltungen 50, 51 zu den Hast- und Halteschaltungen 56, 57 geführt werden. Da beide Abtastungen beim Nullübergangspunkt auftreten, wird die Nullspannung auf die Motorsteuerschaltungen 16, 17 aufgegeben, so daß die Motoren 60, 61 auf Nulldrehzahl gelangen.

Der Schalter S3 wird verwendet, um den Betrieb eines Sauerstoff-Magnetventils zu steuern, wenn das Spurverfolgungsgerät einem Sauerstoff-Brennschneidgerät zugeordnet ist. Das (nicht gezeigte) Magnetventil ist.an die Anschlüsse eines optischen Kopplers 99 angeschlossen, welcher wiederum durch einen FeIdeffekttransistor 98 gesteuert ist, so daß bei Aufgabe eines positiven Potentials auf die Tastelektrode des Feldeffekttransistors 98 der Sauerstoff aufgedreht wird.

Wenn sich der Schalter S3 in der Abschaltstellung befindet, wird kein Potential von dem Schalter zu Feldeffekttransistor 98 geführt, und die Sauerstoffzufuhr wird nicht geöffnet. Wenn sich der Schalter S3 in der Handeinstellposition befindet, liegen 12 V über.den Handbetätigungsanschluß des Schalters S3 an einer Diode 100 und an der Tastelektrode des Feldeffekttransistors 98, wodurch die Sauerstoffzufuhr eingeschaltet wird.

Wenn sich der Schalter S3 in der Automatikstellung und der Schalter S2 in der Startstellung befinden, werden die null Volt· von dem Startenschluß des Schalters S2 zu dem Eingang des Invertierers 90 geführt, und es erscheint ein Signal von +12 V an

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dessen Ausgang, wobei diese Ausgangsgröße über eine Diode 101 zu der Tastelektrode des Feldeffekt- '' transistors 98 gelangt, wodurch die Sauerstoff zufuhr eingeschaltet wird. Wenn das Linienmuster aufgeprüft wird und der Schalter S2 in der Spurverfolgungsstellung steht, gelangt der Punkt P an der NICHT-ODER-Stufe 91 auf ein Potential "1", wodurch 12 V zu dem Automatikanschluß des Schalters S3 gelangen; diese Spannung verläuft durch die Diode 100 zu der Tastelektrode des Feldeffekttransistors 98. Wenn sich der Schalter S2 in der Spurverfolgungsstellung befindet, entspricht die Eingangsgröße zu dem Invertierer 90 einem Wert von +12 V, was eine Ausgangsgröße entsprechend ,dem Wert Null mit sioh bringt. Diese dem Wert Null entsprechende Ausgangsgröße wird jedoch durch die Diode 101 blockiert und erscheint nicht an der Tastelektrode des Feldeffekttransistors 98, so daß dieser die Sauerstoffzufuhr eingeschaltet hält. Wenn jedoch das Linienmuster verloren wird, so gelangt die Ausgangsgröße an dem Punkt P auf den Wert Null. Wenn lediglich eine Spannung von null Volt an der Tastelektrode des Feldeffekttransistors 98 liegt, -wird die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet.

Die vorangehend beschriebene Anordnung kann also in der "Wegzieh¹·¹-, "Spurverfolgungs¹¹- oder "Start"-Betriebsart arbeiten und hält automatisch an, wobei die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet wird, wenn das Idnienmuster verlorengeht oder nicht richtig

3-0 aufgenommen wird.

ORIGINAL INSPECTED

L e e r s e i t e

Claims (6)

1. PATENTANWALT -P, ΠΑ! 1-/3Q

   DR. RICHARD KNElSSL
   Wicianmayerstr. 46

   D-SGiX) MÜNCHEN 22
   Toi. 089/2951 25

   C 582

   Firma Westinghouse Canada Limited, Hamilton, Ontario, Kanada

   Optischer Spurverfolger

   ?§tentanspräche

   M./Optischer Spurverfolger mit einem photoelektrischen Linienmuster-Anzeiger und Abtastelementen zur Steuerung des Anzeigers im Sinne der Abtastung des Linienmusters rund um einen kreisförmigen Weg, der in Bezug auf die Steuerachse des Spurverfolgers zentriert ist, gekennzeichnet durch Bauelemente zur Erzeugung eines ersten Impulses in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße des Musteranzeigers, wobei dieser erste Impuls der Schnittstelle der Abtastung und des Musters synchron mit dem Abtestelement entspricht, um eine Sinusspannung zu erzeugen, die der Drehstellung des Anzeigers entspricht, wenn dieser rund um den kreisförmigen Weg abtastet, Bauelemente zur Erzeugung eines zweiten Impulses in zeitlicher Verzögerung nach dem ersten Impuls

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   Westinghouse Canada Ltd. C 582

   um einen Wert gleich der für den Anzeiger erforderlichen Zeit, um den kreisförmigen Weg in einem Winkelbereich von 90° abzulaufen, Bauelemente zur Auswertung des ersten und zweiten Impulses zur Abtastung der Sinusfunktion sowie dementsprechend zur Erzeugung von Spannungen enfceprechend den erforderlichen Koordinatenspannungen, um den Spurverfolger rund um das Linienmuster zu "bewegen»
2. 2. Spurverfolger nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die Tangentialgeschwindigkeit von dessen Achse in Bezug auf das Linienmuster durch Steuerung der Amplitude der Sinusfunktion "bestimmt ist.
3. 3. Spurverfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sinusfunktion beaufschlagte Bauelemente vorgesehen sind, um zusätzlich erste Steuerimpulse, welche zeitlich mit dem Mull-Übergang der Sinusfunktion zusammenfallen, und zweite Steuerimpulse, welche mit den positiven und negativen Extremwerten der Sinusfun .ation zusammenfallen, zu erzeugen.
4. 4. Spurverfolger nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impuls durch einen der ersten und zweiten Steuerimpulse ersetzt ist und daß der zweite Impuls durch einen der anderen Steuerimpulse ersetzt ist.
5. 5. Spurverfolger nach Anspruch 4-, gekennzeichnet durch ein wechselweise zu betätigendes ausschließendes Schaltelement zur Sicherstellung der Einfügung der Steuerimpulse anstelle des ersten und zweiten Impulses sowie zur gleichzeitigen Verhinderung der Benutzung

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   des ersten und zweiten Impulses mit den Steuerimpulsen»
6. 6. Spurverfolger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Logikschaltung zum Anhalten des Spur-Verfolgers beim Nichtvorliegen eines angezeigten Linienmusters«

   7· Spurverfolger nach einen der Ansprüche 1 oder 6, gekennzeichnet durch eine Logikschaltung zur Abschaltung eines Schneidwerkzeuges, wenn der Spur-ΊΟ Verfolger angehalten wird.

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