DE4221481A1

DE4221481A1 - Operating microfilm reading unit esp. for unperforated roll film - transporting film between spools in both directions with separate motors and measuring rotation angle and film transport length

Info

Publication number: DE4221481A1
Application number: DE19924221481
Authority: DE
Inventors: Juergen Risser; Thomas Brueggemann
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1993-01-07

Abstract

The instantaneous coil dia. (d) of each spool (2a,2b) is computed from the ratio of the film transport length and the angle of rotation. The driving current of each motor (3a,3b) is adjusted by a control unit (4) in such a way that the film is transported with quick coiling or slowly and jerk-free or stands still under a certain tension. The system used includes two rotation sensors (5a,5b), which determine the angle of rotation of each spool, a movement sensor (6) which determines the length of the transported film (1) and the control unit (4), which evaluates the signals delivered by the sensors and adjusts the driving current of each motor. An auxiliary tachogenerator is fitted to at least one motor. ADVANTAGE - Exact tension at film is ensured over large speed range and takes into account coil dia. of spools.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Antrieb eines insbesondere unperforierten Rollfilms in einem Mikrofilm-Lesegerät, wobei der Film zwischen einer ersten und einer zweiten Spule in wech selnder Richtung transportiert wird und jede der Spulen mit einem jeweils eigenen Antriebsmotor verbunden ist.The invention relates to a method and a Vorrich device for driving a particularly imperforate Roll film in a microfilm reader, the film alternating between a first and a second coil alternating direction is transported and each of the coils is connected to its own drive motor.

Bei Mikrofilm-Lesegeräten der genannten Art besteht das Problem, den Film einerseits schnell zwischen den Spu len zu transportieren, um in kurzer Zeit eine große An zahl von Bildern zu überspringen, und andererseits den Film schnell zum Stillstand zu bringen, um ein einzel nes Bild zu betrachten. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen langsamen und ruckfreien Filmlauf vorzuse hen, der es dem Bediener erlaubt, nahe beieinanderlie gende Bilder in dichter zeitlicher Folge zu betrachten.This is the case with microfilm readers of the type mentioned Problem, the film on the one hand quickly between the Spu len to be transported in a short time skip number of pictures, and on the other hand the Quickly bring the film to a standstill to look at the picture. There is another task in doing a slow and smooth film run that allows the operator to be close together to view the images in close succession.

Eine entsprechende Antriebsanordnung ist aus der DE-OS 21 01 002 bekannt, die für jede Spule einen eige nen Antriebsmotor vorsieht, sowie einen Tachogenerator in Verbindung mit einer elektronischen Regelung, um mittels einer Vergleichseinrichtung eine gewünschte Filmgeschwindigkeit zu erreichen. Die Steuerung des Mo tors erfolgt mit einem Abweichungssignal, das aus dem Vergleich der Stellgröße, d. h., der gewünschten Filmge schwindigkeit und einem Filmbewegungssignal, welches der Tachogenerator liefert, erzeugt wird.A corresponding drive arrangement is from the DE-OS 21 01 002 known, the one for each coil Provides a drive motor and a tachometer generator in connection with an electronic regulation in order a desired one by means of a comparison device To reach film speed. The control of the Mo tors occurs with a deviation signal that from the Comparison of the manipulated variable, d. that is, the desired film speed and a film motion signal, which the tachometer generator delivers, is generated.

Der Nachteil der vorgenannten Anordnung liegt darin, daß nur die Filmgeschwindigkeit geregelt werden kann, nicht aber die am Film anliegende Filmspannung, welche durch die die anliegenden Antriebsmomente bei den Moto ren hervorgerufen wird.The disadvantage of the above arrangement is that only the film speed can be regulated but not the film tension applied to the film, which due to the drive torque applied to the Moto ren is caused.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor richtung der oben genannten Art derart zu verbessern, daß eine exakte Zugspannung am Film über einen großen Geschwindigkeitsbereich und unter Berücksichtigung der Wickeldurchmesser der Spulen gewährleistet ist.It is an object of the present invention to provide a to improve the direction of the above type in such a way that an exact tension on the film over a large one Speed range and taking into account the Winding diameter of the coils is guaranteed.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 ge nannten Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Grundlage der vorliegenden Erfindung ist das mechanische Grundge setz, daß die an einer Welle anliegende Kraft ein Dreh moment erzeugt. Dieses ergibt sich aus dem Produkt der Kraft und der Länge des Hebelarms zwischen Kraftan griffspunkt und Rotationsachse der Welle. Umgekehrt kann auch das anliegende Drehmoment an einer Welle aus genutzt werden, um über einen Nebelarm eine Kraft zu erzeugen.This object is achieved by the ge in claim 1 mentioned characteristics. Advantageous embodiments of the Er invention result from the subclaims. basis the present invention is the basic mechanical ge set that the force applied to a shaft is a rotation moment generated. This results from the product of Force and the length of the lever arm between Kraftan grip point and axis of rotation of the shaft. Vice versa can also apply the torque applied to a shaft be used to apply a force via a fog arm produce.

Um die auf einen Film, der auf eine Spule aufgewickelt ist, wirkende Kraft zu begrenzen, wird bei der vorlie genden Erfindung das Antriebsmoment an der Spule in Ab hängigkeit vom Wickeldurchmesser der Spule geregelt. Beim Beschleunigen und Transportieren des Films könnte das Aufwickeln des Films auf die eine Spule bei gleich zeitigem, den Aufwickelvorgang unterstützenden Ab wickeln des Films von der zweiten Spule erfolgen, indem die Antriebsmomente beider Spulenantriebe entsprechend eingestellt werden. Das unterstützende Abwickeln des Films verkürzt dann die Beschleunigungszeit und erhöht die Umspulgeschwindigkeit, da die maximal auf den Film wirkende Kraft nicht dazu verwendet werden muß, die auf der Abwickelspule aufgewickelte Masse zu beschleunigen. Umgekehrt, in der Wirkung jedoch analog, verhält es sich dann beim Abbremsen eines bewegten Films. Der mo mentane Wickeldurchmesser auf der jeweiligen Spule wird erfindungsgemäß aus dem Verhältnis von Bewegung des Films und zugehöriger Drehung der jeweiligen Spule er mittelt.To put on a film that is wound on a spool is to limit the effective force, is in the present Invention the drive torque on the coil in Ab dependent on the winding diameter of the coil. When accelerating and transporting the film could winding the film onto one spool at the same time early, supporting the winding process take the film from the second spool by the drive torques of both coil drives accordingly can be set. The supportive handling of the Films then shortens the acceleration time and increases the rewinding speed since the maximum on the film acting force does not have to be used on the to accelerate the unwound mass of the unwinder. The reverse is true, but the effect is analogous then when braking a moving film. The mo mentale winding diameter on the respective coil according to the ratio of movement of the Film and associated rotation of the respective reel averages.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird beim Unterschreiten eines vorgegebenen Wickeldurchmes sers der Film rechtzeitig verzögert und zum Stillstand gebracht und das Antriebsmoment der Motoren so einge stellt, daß der Film zwischen den beiden Spulen im Stillstand verbleibt. Somit ist sichergestellt, daß sich der Film nicht unbeabsichtigt vollständig von einer Spule abwickelt. Auch die Gefahr, einen auf einer Spule fixierten Film beim Erreichen des Filmendes über mäßig zu beanspruchen oder gar abzureißen, wird so un terbunden.In an advantageous embodiment of the invention when falling below a predetermined winding diameter The film is delayed in time and comes to a standstill brought and the drive torque of the motors turned on represents that the film between the two spools in Standstill remains. This ensures that the film does not accidentally completely uncover itself unwinds a spool. Even the danger of one on one When the film reaches the end, wind over the fixed film Moderately stressing or even tearing it off becomes so un connected.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Figur näher erläutert.The following is an embodiment of the invention explained in more detail using a figure.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 in schematischer, Details vernachlässigender Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Fig. 1 in a schematic, details-neglecting representation of a device according to the invention.

Auf den Spulen 2a bzw. 2b bildet der Film 1 Wickel 1a bzw. 1b. Der Wickel 1a auf der Spule 2a ist wesentlich kleiner als der Wickel 1b auf der Spule 2b. Die Spu len 2a bzw. 2b sind von einem Motor 3a bzw. 3b einzeln antreibbar. Die Motoren 3a bzw. 3b werden durch ein Steuergerät 4 geregelt. An das Steuergerät 4 sind drei Sensoren angeschlossen. Die Drehsensoren 5a, 5b erfas sen die Umdrehung der Spulen 2a, 2b. Dies kann durch Erfassung des Drehwinkels der Spulen oder auch der Win kelgeschwindigkeit erfolgen. Ein Bewegungssensor 6 er faßt die Bewegung des Films 1 in Betrag und Richtung. Dies kann durch Messung der transportierten Filmlänge erfolgen oder auch durch die Erfassung der Filmge schwindigkeit. Der Bewegungssensor 6 kann z. B. als freilaufende Rolle ausgeführt sein, die den Film be rührt und deren Bewegung wiederum von einem hochauflö senden Drehsensor erfaßt wird. Die Filmlänge errechnet sich dann aus dem Drehwinkel und dem Radius der losen Rolle. Umspannt der Film die Rolle, so ist in der Be rechnung der Filmlänge zu dem Radius der Rolle die hal be Filmdicke zu addieren. Das Antriebsmoment der Moto ren 3a, 3b ist durch das Steuergerät 4 in Betrag und Richtung einzeln einstellbar.On the coils 2 a and 2 b, the film forms 1 coils 1 a and 1 b. The winding 1 a on the coil 2 a is much smaller than the winding 1 b on the coil 2 b. The Spu len 2 a and 2 b are individually driven by a motor 3 a and 3 b. The motors 3 a and 3 b are controlled by a control unit 4 . Three sensors are connected to the control unit 4 . The rotation sensors 5 a, 5 b detect the rotation of the coils 2 a, 2 b. This can be done by detecting the angle of rotation of the coils or the angular velocity. A motion sensor 6 it detects the movement of the film 1 in amount and direction. This can be done by measuring the transported film length or by detecting the film speed. The motion sensor 6 can e.g. B. be designed as a free-running role that touches the film and the movement of which is in turn detected by a high-resolution send rotary sensor. The film length is then calculated from the angle of rotation and the radius of the loose roll. If the film spans the roll, half the film thickness must be added to the radius of the roll in the calculation of the film length. The drive torque of the motor Ren 3 a, 3 b is individually adjustable in amount and direction by the control unit 4 .

Auf den Film 1 darf in Längsrichtung nur eine maximale Kraft wirken. Andernfalls könnte der Film 1 beschädigt werden. Das Antriebsmoment für die Motoren 3a, 3b wird vom Steuergerat 4 daher so eingestellt, daß unter Be rücksichtigung des jeweiligen Radius d/2 der Wickel 1a bzw. 1b auf den Film 1 keine unzulässig hohe Zugkraft wirkt. Um den Umfang des Wickels 1a oder 1b zu ermit teln, wird mit dem Bewegungssensor 6 erfaßt, wieweit sich der Film 1 bewegt, während sich die Spule 2a, 2b einmal vollständig gedreht hat. Die Drehung der Spu le 2a, 2b wird durch den Drehsensor 5a bzw. 5b erfaßt. Aus der an sich bekannten Formel für den Kreisumfang (U = π·d), läßt sich der jeweilige Radius für die Wickel 1a, 1b errechnen. U entspricht hier der Länge des Films, welcher abgewickelt wird, während sich die Spule 2a bzw. 2b einmal dreht. Genauso ist es denkbar, durch Messung der Transportgeschwindigkeit bzw. Winkel geschwindigkeit eine entsprechende Berechnung vorzuneh men. Die Zeit kürzt sich dabei heraus. Selbstverständ lich ist es auch möglich, den Radius aus einer Teilum drehung und der dabei abgespulten Filmlänge zu berech nen.Only a maximum force may act on the film 1 in the longitudinal direction. Otherwise, film 1 could be damaged. The drive torque for the motors 3 a, 3 b is therefore set by the control device 4 so that taking into account the respective radius d / 2 of the winding 1 a or 1 b on the film 1, no impermissibly high tensile force acts. In order to determine the circumference of the winding 1 a or 1 b, the motion sensor 6 detects the extent to which the film 1 is moving while the coil 2 a, 2 b has completely rotated once. The rotation of the coil 2 a, 2 b is detected by the rotation sensor 5 a or 5 b. The radius for the windings 1 a, 1 b can be calculated from the formula for the circumference (U = π · d), which is known per se. U corresponds to the length of the film that is being unwound while the coil 2 a or 2 b rotates once. It is also conceivable to carry out a corresponding calculation by measuring the transport speed or angular speed. The time is reduced. Of course, it is also possible to calculate the radius from a partial rotation and the film length that is unwound.

Bei konstantem Antriebsmoment ist die auf den Film 1 wirkende Zugkraft zum Radius der Wickel 1a, 1b umge kehrt proportional, entsprechend dem Hebelgesetz. Dies bedeutet, daß das Antriebsmoment des Motors 3b, welches die Spule 2b mit dem größeren Wickel 1b antreibt, vom Steuergerät 4 wesentlich höher eingestellt werden kann, als das Moment des Motors 3a, ohne daß die Gefahr eines Filmrisses besteht.At constant driving torque, the tensile force acting on the film 1 is inversely proportional to the radius of the winding 1 a, 1 b, in accordance with the lever law. This means that the drive torque of the motor 3 b, which drives the coil 2 b with the larger winding 1 b, can be set much higher by the control device 4 than the torque of the motor 3 a, without the risk of a film tear.

Wird beim Umspulen des Films 1 von der Spule 2a auf die Spule 2b nur der Motor 3b angetrieben, so bedeutet dies, daß die Spule 2a mit dem darauf befindlichen Wickel 1a, welcher eine gewisse Masse darstellt, durch den Film 1 beschleunigt wird. Aufgrund der durch den maximal zulässigen Filmzug begrenzten Kraft ergibt sich in Abhängigkeit von der Masse der Spule 2a und des Wickels 1a eine minimale Beschleunigungszeit, die nicht gefahrlos unterschritten werden kann. Zur Unterstützung des Beschleunigungsvorgangs wird daher der Motor 3a ebenfalls angetrieben. Sein Antriebsmoment wird dabei vom Steuergerät 4 so eingestellt, daß einerseits die träge Masse der Spule 2a und des Filmwickels 1a mög lichst hoch beschleunigt wird, andererseits aber der Film 1 jederzeit straff zwischen den Spulen 1a und 2b gespannt bleibt, um die Gefahr einer Schlaufenbildung zu vermeiden.If only the motor 3 b is driven when winding the film 1 from the coil 2 a to the coil 2 b, this means that the coil 2 a with the winding 1 a thereon, which represents a certain mass, through the film 1 is accelerated. Due to the force limited by the maximum permissible film tension, depending on the mass of the coil 2 a and the winding 1 a, there is a minimum acceleration time which cannot be safely undercut. To support the acceleration process, the motor 3 a is therefore also driven. His driving torque is set by the control unit 4 so that on the one hand the inertial mass of the coil 2 a and the film roll 1 a is accelerated as high as possible, but on the other hand the film 1 remains taut at all times between the coils 1 a and 2 b to the To avoid the risk of loop formation.

Der Film 1 wird jedoch nur bis zu einer maximal zuläs sigen Geschwindigkeit beschleunigt.However, the film 1 is only accelerated up to a maximum permissible speed.

Beim Abbremsen des bewegten Films tritt eine ähnlich gelagerte Problematik auf. Durch Richtungsumkehr des Antriebsmoments von Motor 3a und 3b wird der Film ge stoppt. Das Antriebsmoment des Motors 3a muß dabei so gewählt sein, daß auf den Film 1 kein unzulässiger Zug auftritt. Auch bei Motor 3b wird das Antriebsmoment in seiner Richtung umgedreht und betragsmäßig so einge stellt, daß die rotierende Masse der Spule 2b und des Wickels 1b abgebremst wird. Auf den Film 1 wirken daher keine durch das Abbremsen der rotierenden Masse beding ten Zugkräfte. Entsprechend schneller kann daher der Film abgebremst werden.A similar problem arises when braking the moving film. By reversing the direction of the drive torque of motor 3 a and 3 b, the film is stopped. The drive torque of the motor 3 a must be chosen so that no unacceptable train occurs on the film 1 . Even with motor 3 b, the drive torque is reversed in its direction and the amount is set so that the rotating mass of the coil 2 b and the winding 1 b is braked. Therefore, no tensile forces caused by braking the rotating mass act on the film 1 . The film can therefore be braked correspondingly faster.

Nachdem der Film 1 zum Stillstand gekommen ist, stellt das Steuergerät 4 das Moment von Motor 3a und 3b so ein, daß sich unter Berücksichtigung der unterschied lichen Radien der Wickel 1a und 1b ein Gleichgewicht der durch Spule 2a und Spule 2b auf den Film 1 wirken den Kräfte ergibt. Das Antriebsmoment des Motors 3a wirkt dabei in Pfeilrichtung B, das Antriebsmoment des Motors 3b wirkt in Pfeilrichtung A. Der Film befindet sich dadurch in einer Stillstandsposition (Systemstop), bei der er straff gehalten wird.After the film has come to a standstill 1, the control device 4, the torque of the motor 3 a and 3 b in such a way that, taking into account the difference union radii of the winding 1 a and 1 b a balance by coil 2a and coil 2 b act on the film 1 gives the forces. The driving torque of the motor 3 acts in a direction of the arrow B, the driving torque of the motor 3 b acts in the direction of arrow A. The film is characterized in a stop position (stop system), in which it is held taut.

Eine von den obigen Überlegungen abweichende Forderung an ein Mikrofilm-Lesegerät wird gestellt, wenn der Be diener die am Projektionsschirm vorbeilaufenden Mikro bilder mitverfolgen bzw. überblickartig betrachten will. In diesem Fall wird der Film mit einer geeigne ten, niedrigen Geschwindigkeit transportiert. In diesem Betriebszustand des Langsamlaufs kommt es besonders auf ein ruckfreies Bewegen des Rollfilms an. Beschleuni gungskräfte spielen dagegen eine untergeordnete Rolle. Die Steuerung der Filmbewegung kann deshalb ohne Gefahr für den Film durch die Ansteuerung nur eines Motors er folgen. Der zweite Motor wird in diesem Fall derart be stromt, daß eine nur geringe Gegenkraft am Film wirkt. Zur Regelung des Langsamlaufs werden statt der Werte des Drehsensors 5a, 5b Meßwerte eines Tachogenerators 7 an das Steuergerät geliefert. Mit dem Tachogenerator 7 läßt sich eine höhere Auflösung erzielen, als mit dem Drehsensor 5a. Im hier gezeigten Beispiel wird der Mo tor 3a geregelt. Der Regelkreis kann aufgrund der ana logen Signale des Tachogenerators in einer elektroni schen Schaltung erfolgen. Die Regelung des Schnellaufs mit den Werten der Drehsensoren 5a, 5b erfolgt digital. Dabei bewirkt ein und derselbe Mikroprozessor direkt die Regelung, der auch die Berechnungen der Wickel durchmesser der Spulen 2a, 2b vornimmt.A requirement of a microfilm reading device that deviates from the above considerations is made if the operator wants to follow the micro images passing by the projection screen or to view them at a glance. In this case, the film is transported at a suitable, low speed. In this slow speed operating mode, it is particularly important that the roll film is moved smoothly. In contrast, acceleration forces play a subordinate role. The control of the film movement can therefore follow it without danger to the film by controlling only one motor. The second motor is in this case be so streamed that only a small counterforce acts on the film. In order to control the slow speed, instead of the values of the rotation sensor 5 a, 5 b, measured values of a tachometer generator 7 are supplied to the control unit. A higher resolution can be achieved with the tachometer generator 7 than with the rotary sensor 5 a. In the example shown here, the motor is regulated 3 a. The control loop can take place in an electronic circuit based on the ana logenous signals of the tachometer generator. The control of the fast run with the values of the rotation sensors 5 a, 5 b is carried out digitally. One and the same microprocessor directly effects the control, which also performs the calculations of the winding diameter of the coils 2 a, 2 b.

Der Übergang vom Schnellauf in den Langsamlauf bzw. um gekehrt erfolgt fließend. Dazu kann der analoge Regel kreis elektronisch aufgetrennt werden. Genauso verhält es sich beim Übergang vom Systemstop in einen der bei den Transportzustände bzw. umgekehrt. Zum Beispiel wird beim Übergang vom digital geregelten Schnellauf in den analog geregelten Langsamlauf zunächst die Filmge schwindigkeit im Schnellauf hochaufgelöst gemessen. Rechtzeitig bevor der Film auf die Höchstgeschwindig keit des Langsamlaufs abgefallen ist, wird der analoge Regelkreis geladen und auf maximale Geschwindigkeit eingestellt. Sobald der Film die analoge Höchstge schwindigkeit erreicht hat, wird die Regelung vom digi talen Regelkreis auf den analogen Regelkreis umge schaltet. Während der Schaltzeit von etwas 10 ms werden von einem "sample and hold"-Verstärker die zuletzt di gital geregelten Antriebsgrößen beibehalten. Dadurch ist ein ruckfreies Abbremsen des Films auch in der Zeit während der Regelungsübergabe gewährleistet.The transition from high speed to slow speed or around swept is fluent. To do this, the analog rule circuit can be separated electronically. Behaves the same way the transition from a system stop to one of the the transport conditions or vice versa. For example when changing from digitally controlled high-speed to analogous slow speed first of all the film high-speed measured in high resolution. Just in time for the film to reach maximum speed slow speed has dropped, the analog Loop loaded and at maximum speed set. As soon as the film reaches the analogue maximum has reached speed, the digi tale control loop to the analog control loop switches. During the switching time of about 10 ms from a "sample and hold" amplifier, the last di Maintain regulated drive sizes. Thereby is a smooth braking of the film even in time guaranteed during the handover of the regulation.

Claims

1. A method of operating a microfilm reading device for particularly imperforate roll films, in which the film is transported in alternating directions between a first and a second spool, each spool being driven by a separate motor, characterized in that during the film transport the bobbin rotation angle and the film transport length are measured, that the instantaneous winding diameter of the bobbin is calculated from the ratio of the film transport length and the rotation angle of each bobbin, and that the drive current of each motor is adjusted by a control unit in consideration of the current bobbin diameter of the associated bobbin the film is either rewound quickly, transported slowly and smoothly, or stands still under a certain tension.

2. The method according to claim 1, characterized in net that when falling below a predetermined Winding diameter of the film to a standstill is brought.

3. The method according to claim 2, characterized in net that the control of slow speed and Fast forward through two different taxes units, in particular through an electronic system and a digital one.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that at slow speed only the drive torque of the motor ( 3 a) of the winding spool ( 1 a) is regulated and that the rotation of the winding spool ( 1 a) by an additional union Tachometer generator ( 7 ) is detected.

5. A device for performing the method according to claim 1, characterized in that two coils ( 2 a, 2 b), each with a separate motor ( 3 a, 3 b) are provided, and two rotation sensors ( 5 a, 5 b) , which detect the angle of rotation of each coil ( 2 a, 2 b), a motion sensor ( 6 ), which detects the length of the transported film ( 1 ) and a control unit ( 4 ), which sensors from the motion sensor and the rotation sensors ( 5 a, 5 b) evaluates the signals supplied and which sets the strength of the drive current for the motors ( 3 a, 3 b).

6. The device according to claim 5, characterized in that an additional tachometer generator is attached to at least one motor ( 3 a).