DE69033256T2

DE69033256T2 - Verfahren zum Einbringen/Entfernen einer Kassette in einen/aus einem optischen Antrieb eines Kassettenhandhabungssystems

Info

Publication number: DE69033256T2
Application number: DE69033256T
Authority: DE
Inventors: Mark J. Bianchi; Kraig A. Proehl; Mark E. Wanger
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: JP3179470B2; DE69026676D1; EP0691647B1; JPH03209515A; DE69026676T2; EP0691647A2; EP0423986A3; EP0423986A2; DE69033256D1; EP0423986B1; US5428587A; EP0691647A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Computersysteme und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Handhaben und Lagern von Kassetten mit optischen Platten.
Eine optische Platte ist ein Datenspeichermedium, welches durch ein Laser-basiertes Lesegerät lesbar ist. Optische Platten, die als "Compact Disks" oder CDs bekannt sind, wurden während der letzten paar Jahre zum Aufzeichnen von Musik- und audiovisuellen Arbeiten immer populärer. Aufgrund der immensen Speicherkapazität von optischen Platten im Vergleich zu herkömmlichen, magnetischen Speichermedien wurden optische Platten, die als "ROM-Platten" (ROM = Read Only Memory = Nur-Lese-Speicher) bekannt sind, zum Speichern von Computerlesbaren Informationen populär. Jüngste Technologien haben optische Platten hervorgebracht, welche durch den Computer sowohl beschrieben als auch gelesen werden können, weswegen für die Zukunft davon ausgegangen wird, daß optische Platten in der Computerindustrie wichtiger werden und schließlich magnetisch-lesbare und -beschreibbare Speichermedien, wie z. B. "Floppydisketten" und "Festplatten", ersetzen können.
Optische Platten des Typs, der bei Computeranwendungen verwendet wird, sind allgemein in Kassetten befestigt, wobei die Lesegeräte im allgemeinen Daten durch einen Schlitz, der auf einer Oberfläche der Kassette vorgesehen ist, lesen oder schreiben. Gegenwärtig werden die meisten optischen Platten manuell in Plattenlesegeräte eingesetzt. Für große Datenbanken, die aus vielen optischen Platten bestehen, wird es jedoch bevorzugt und es ist vielleicht wesentlich, ein Lagerungssystem für optische Platten zum Lagern der Platten an bekannten Positionen und ein Handhabungssystem für optische Platten zu schaffen, welches in der Lage ist, eine gewünsch te Platte von einer Lagerungsposition zurückzuholen und die Platte in ein Lesegerät für optische Platten einzusetzen. Bei einem Plattenlagerungssystem, bei dem gelagerte Platten und eine zugeordnete Plattenlesevorrichtung in einem sich longitudinal erstreckenden, zweidimensionalen Array angeordnet sind, das aus sich vertikal erstreckenden Spalten und sich lateral erstreckenden Reihen besteht, ist es notwendig, daß ein Plattenhandhabungssystem in der Lage ist, eine Platte in Eingriff zu nehmen, dieselbe vertikal, lateral und longitudinal zu bewegen und dann dieselbe loszulassen, um dieselbe von dem Lager zu entfernen, sie in eine ausgerichtete Beziehung mit dem Plattenlesegerät zu bewegen und in das Plattenlesegerät einzusetzen.
Gegenwärtig sind Lesegeräte für optische Platten, die zur Verwendung bei einem Handhabungssystem für optische Platten geeignet sind, zum manuellen Einsetzen von Platten entworfen. Diese Lesegeräte für optische Platten weisen Menschenorientierte Merkmale, wie z. B. Druckknöpfe zum Einleiten von Operationen und Lichter, die den Zustand des optischen Laufwerks anzeigen, auf. Damit ein Handhabungssystem für optische Platten ökonomisch ist, muß es mit den gegenwärtigen, Menschen-orientierten optischen Laufwerken arbeiten, und es muß somit menschliche Betreibermerkmale nachahmen.
In der Technik besteht ein Bedarf nach einem Handhabungssystem für optische Platten, das mit einem Laufwerk für optische Platten auf dieselbe Art und Weise wie ein menschlicher Betreiber zusammenwirkt. Ferner besteht ein Bedarf nach einem derartigen System, das solche Operationen unter Verwendung von Eingaben und Ausgaben durchführt, die auf eine Art und Weise funktionieren, die für einen menschlichen Betreiber geeignet sind. Es besteht ein weiterer Bedarf nach einem solchen System, das Kassetten auf eine Art und Weise einsetzt und entfernt, die die Operationen nachahmt, die von einem menschlichen Betreiber durchgeführt werden würden.
Verschiedene Merkmale und Komponenten eines derartigen Kas settenhandhabungssystems sind in den folgenden europäischen Patentbeschreibungen (welche zum Stand der Technik kraft Artikel 54 (3) EPÜ gehören) offenbart: EP-A-0371707, 0375182, 0379304, 0382393, 0384622, 0389159 und 0389160.
Insbesondere zeigt die EP-A-0389159 ein Verfahren zum Einbringen/Beseitigen einer Kassette in eine/aus einer Speicherzelle eines Kassettenhandhabungssystems (siehe S. 12, Zeile 21 bis Seite 13, Zeile 13 und die Fig. 12 bis 15 der EP-A-0389159).

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Einbringen einer Kassette in ein, oder zum Beseitigen derselben aus einem, optischen Laufwerk eines Kassettenhandhabungssystem gemäß den nachfolgenden Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung verwendet ein Handhabungssystem für optische Platten, das eine Selbstwechselvorrichtung genannt wird, und das zwei Steuersysteme aufweist, um die sechs Bewegungen zu schaffen, die notwendig sind, um Kassetten für optische Platten von einem Lagerungs-Halteeinheitsarray oder von Zellen zu einem Lesegerät für optische Platten oder zu einem optischen Laufwerk zu bewegen. Das optische Laufwerk, das in dem Array von Zellen positioniert ist, liest und schreibt Daten auf eine optische Platte in der Kassette. Nach der Lese- oder Schreibe-Operation wird die Kassette in ihre ursprüngliche Zelle zurückplaziert. Das System verwendet Wellencodiervorrichtungen auf zwei Motoren der beiden Steuersysteme und eine Strom- oder Spannungs- Rückkopplung von den Motoren für die gesamte Positionierung und für das Erfassen der Position des Vorrichtungen während und am Ende der Bewegungen. Die Wellencodiervorrichtungen werden verwendet, um eine Vorrichtung in die Nähe der schließlichen Bewegungsposition zu positionieren, wobei dann die Motorstrom- oder -Spannungs-Rückkopplung verwendet wird, um den Widerstand gegen die Bewegung der Vorrichtung zu bestimmen. Dieser Widerstand, der von der speziellen Zielposition abhängt, teilt dem Steuersystem mit, ob die Vorrichtung ihre Bestimmung erreicht hat. Der Widerstandsbetrag wird auf bestimmte Grenzen hin getestet, derart, daß ein zu kleiner Widerstand bedeutet, daß die Bewegung nicht vollendet ist, wogegen ein zu großer Widerstand bedeutet, daß einem Hindernis begegnet worden ist.
Die Zellen sind in zwei Spalten organisiert. Die Steuersysteme verwenden eine laterale Verschiebungsanordnung, um eine Kassette von einer Zelle in einer Spalte in eine Zelle in der anderen Spalte zu bewegen, oder um eine Kassette zwischen dem optischen Laufwerk, welches in einer der Spalten positioniert ist, zu einer Zelle in der anderen Spalte zu bewegen.
Die Steuersysteme verwenden eine Kassetten-Ineingriffnahmeanordnung, um sich an einem freiliegenden Endabschnitt einer Kassette, die in einer Zelle oder dem optischen Laufwerk positioniert ist, zu befestigen. Eine longitudinale Verschiebungsanordnung wird von den Steuersystemen verwendet, um die Kassette nach dem Befestigen aus der Zelle oder aus dem optischen Laufwerk zu bewegen. Nach dem vertikalen und lateralen Positionieren der Kassette wird die longitudinale Verschiebungsanordnung verwendet, um die Kassette in eine Zelle oder das optische Laufwerk zu bewegen, wo die Ineingriffnahmeanordnung die Kassette losläßt. Die Kassetten-Ineingriffnahmeanordnung und die longitudinale Verschiebungsanordnung bilden zusammen eine Anordnung, die die Beförderung genannt wird.
Eine Schnittstelle zwischen dem optischen Laufwerk und der Elektronik der Selbstwechselvorrichtung liefert sowohl ein elektrisches Signal, das zu der Frontplattenlampe auf dem optischen Laufwerk äquivalent ist, als auch ein elektrisches Signal, das zu einem Auswurfdruckknopf äquivalent ist. Das Einfügen der Kassette in das optische Laufwerk und das Ent fernen einer Kassette von dem optischen Laufwerk werden unter Verwendung dieser beiden Signale gesteuert.
Die Selbstwechselvorrichtung wirkt mit dem Laufwerk zusammen, indem dieselbe langsam eine Kassette in das Laufwerk einführt, während das Lampensignal überwacht wird, um zu erfassen, ob die Kassette von dem optischen Laufwerk angenommen worden ist. Die Selbstwechselvorrichtung läßt dann die Kassette los, derart, daß das optische Laufwerk die Kassette laden kann. Die Selbstwechselvorrichtung aktiviert das Auswurfsignal und überwacht dann das Lampensignal, um zu bestimmen, wann das optische Laufwerk die Kassette ausgeworfen hat. Wenn die Kassette verfügbar ist, nimmt die Selbstwechselvorrichtung die Kassette in Eingriff, "wackelt" die Ineingriffnahmeanordnung auf und nieder, um einen korrekten Sitz sicherzustellen, und entfernt dann die Kassette.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird durch Lesen der folgenden spezielleren Beschreibung der Erfindung, die in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen präsentiert ist, besser verständlich. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Computersystems, das die vorliegende Erfindung enthält;
Fig. 2 ein Blockdiagramm auf hoher Ebene der Elektronikanordnung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A und Fig. 2B die mechanischen Anordnungen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein detailliertes Blockdiagramm der Steuersystemschnittstellenelektronik;
Fig. 4 ein Flußdiagramm der Hauptsoftwaremodule der vor liegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Diagramm des Servosteuersystems der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Blockdiagramm der Hauptmodule und des Datenflusses, der bei einer Bewegungsoperation auftritt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Bewegungsoperation;
Fig. 8 ein Flußdiagramm der Schleifenüberwachungsvorrichtung, die durchgehend die Kräfte überwacht, die von den Steuersystemen ausgeübt werden;
Fig. 9 ein Blockdiagramm der Hauptmodule und des Datenflusses, der bei einer gesättigten Operation auftritt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm der Sättigungsoperation;
Fig. 11 ein Flußdiagramm einer Translationsoperation;
Fig. 12 ein Blockdiagramm der elektrischen Schnittstelle zwischen dem optischen Laufwerk und der Selbstwechselvorrichtung;
Fig. 13A bis 13D Zeitablaufdiagramme des Betriebs der Schnittstellensignale von Fig. 12;
Fig. 14 ein Flußdiagramm der Operation, um eine Kassette in das optische Laufwerk einzusetzen;
Fig. 15 ein Flußdiagramm der Operation des Entfernens einer Kassette von dem optischen Laufwerk; und
Fig. 16 ein Zustandsmaschinendiagramm einer Zustandsmaschine, die das Lampensignal überwacht, um die Operation zu bestimmen, die gerade von dem optischen Lauf werk durchgeführt wird.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Nachfolgend wird die gegenwärtig für die beste gehaltene Art und Weise zum Ausführen der Erfindung beschrieben. Diese Beschreibung soll nicht einem begrenzenden Sinn aufgefaßt werden, sondern dieselbe wird lediglich zum Zweck des Beschreibens der allgemeinen Prinzipien der Erfindung durchgeführt. Der Bereich der Erfindung sollte durch Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden.
Das Handhabungssystem für optische Platten ("die Selbstwechselvorrichtung") der vorliegenden Erfindung verwendet zwei Steuersysteme, um die sechs Bewegungen zu schaffen, die notwendig sind, um Kassetten mit optischen Platten von einem Lagerungshalteeinheitarray ("von Zellen") zu einem Lesegerät für optische Platten ("dem optischen Laufwerk") zu bewegen. Das optische Laufwerk, das ebenfalls in dem Array positioniert ist, liest oder schreibt Daten auf eine optische Platte in der Kassette. Nach der Lese- oder Schreibeoperation wird die Kassette wieder in ihre ursprüngliche Zelle zurückgelegt. Ein menschlicher Betreiber kann eine Kassette in das System durch eine Kassetteneinsetzanordnung (einen "Briefschlitz") eingeben. Jedesmal, wenn ein Betreiber eine Kassette in den Briefschlitz eingibt, bewegen die Steuersysteme die Kassette entweder zu einer Zelle oder zu dem optischen Laufwerk, wie es durch das Hauptcomputersystem, das mit der Selbstwechselvorrichtung verbunden ist, angefordert wird. Kassetten können ebenfalls von dem optischen Laufwerk oder von Zellen zu dem Briefschlitz bewegt werden, damit sie der Betreiber entfernen kann.
Daten können auf beiden Seiten der optischen Platte innerhalb einer Kassette positioniert sein. Die Steuersysteme verwenden eine Kippanordnung in der Selbstwechselvorrichtung, um die Kassette umzudrehen, wodurch es ermöglicht wird, daß beide Seiten der Platten zum Lesen oder Schreiben durch das optische Laufwerk angeordnet werden können.
Die Zellen sind in zwei Spalten organisiert. Die Steuersysteme verwenden eine laterale Verschiebungsanordnung, um eigne Kassette von einer Zelle in einer Spalte zu einer Zelle in der anderen Spalte zu bewegen, oder um eine Kassette zwischen dem optischen Laufwerk, welches in einer der Spalten positioniert ist, und einer Zelle in der anderen Spalte zu bewegen. Ferner ist in einer der Spalten der Briefschlitz positioniert, derart, daß die Steuersysteme die seitliche Verschiebungsanordnung verwenden, um eine Kassette von dem Briefschlitz zu der anderen Spalte zu bewegen.
Die Steuersysteme verwenden eine Kassetten-Ineingriffnahmeanordnung, um an einem freiliegenden Endabschnitt einer Kassette, die in einer Zelle oder in dem optischen Laufwerk positioniert ist, eine Befestigung herzustellen. Eine longitudinale Verschiebungsanordnung wird von den Steuersystemen verwendet, um die Kassette nach der Befestigung aus der Zelle oder aus dem optischen Laufwerk zu bewegen. Nach dem vertikalen und lateralen Positionieren der Kassette wird die longitudinale Verschiebungsanordnung dann verwendet, um die Kassette in eine Zelle oder in das optische Laufwerk zu bewegen, wo die Ineingriffnahmeanordnung dann die Kassette losläßt. Die Kassetten-Ineingriffnahmeanordnung, die longitudinale Verschiebungsanordnung und die laterale Verschiebungsanordnung bilden zusammen eine Anordnung, die die Beförderung genannt wird.
Eine vollständigere Beschreibung der mechanischen Aspekte der Selbstwechselvorrichtung kann durch Bezugnahme auf vorher erwähnte Patentanmeldungen erhalten werden.
Bezugnehmend nun auf Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Umgebung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Computersystem 10 weist ein Verarbeitungselement 12 auf, das mit einem Systembus 14 verbunden ist. Das Verarbeitungssystem 12 em pfängt über den Systembus 14 Befehle von einem Hauptspeicher 20 und kommuniziert mit einem menschlichen Betreiber unter Verwendung einer Tastatur 16 zur Eingabe und einer Anzeige 18 zur Ausgabe. Eine Schnittstelle 22, welche eine Kleincomputer-Systemschnittstelle (SCSI = Small Computer System Interface) ist, verbindet über einen Bus 28 die Selbstwechselvorrichtung 24 mit dem Computersystem 10. Die Selbstwechselvorrichtung 24 enthält ein Array von Zellen zum Halten einer Mehrzahl von Kassetten für optische Platten. Jede Kassette enthält eine optische Platte, welche zur Datenspeicherung verwendet wird. Innerhalb der Selbstwechselvorrichtung 24 ist ein optisches Laufwerk 26 enthalten, das zum Lesen und Schreiben von Daten auf den optischen Platten innerhalb der Kassetten verwendet wird. Das optische Laufwerk 26 ist ferner durch die SCSI-Schnittstelle 24 zum Übertragen von Daten zwischen dem Laufwerk 26 und dem Hauptspeicher 20, der unter der Kontrolle des Verarbeitungselements 12 steht, mit dem Systembus 14 verbunden.
Der Hauptspeicher 20 hält die Programmbefehle des Computersystems 12 einschließlich eines Betriebssystems 30 und einer Benutzersoftware 32. Das Betriebssystem 30 und die Benutzersoftware 32 steuern zusammen die Auswahl von Kassetten innerhalb der Selbstwechselvorrichtung 24 und das Lesen und Schreiben von Daten durch das optische Laufwerk 26.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm auf hoher Ebene der Selbstwechselvorrichtung 24. Ein Schnittstellenbus 28 verbindet die Schnittstelle 22 mit der Selbstwechselvorrichtungs- Schnittstellenelektronik 46. Ein Mikroprozessorsystem 50 ist über einen Bus 48 mit der Schnittstelle 46 verbunden. Der Mikroprozessor 50 ist ferner durch einen Bus 52 mit der Steuersystemelektronik 54 und durch eine Schnittstelle 25 mit dem optischen Laufwerk 26 verbunden. Der Mikroprozessor 50 empfängt durch den Bus 28, die Schnittstelle 46 und den Bus 48 von dem Computersystem 10 (Fig. 1) Befehle. Diese Befehle leiten die Selbstwechselvorrichtung 24 an, sowohl Kassetten zwischen Zellen und dem optischen Laufwerk 26 zu bewegen als auch Kassetten durch den Briefschlitz (nicht gezeigt) einzugeben und auszuwerfen. Der Mikroprozessor führt diese Befehle durch, indem er mit dem optischen Laufwerk 26 über die Schnittstelle 25 schnittstellenmäßig zusammenwirkt, und indem zwei Steuersysteme innerhalb der Selbstwechselvorrichtung angeleitet werden. Die Steuersysteme weisen eine Schnittstellenelektronik 54 auf, welche mit zwei Motoren verbunden ist, um die mechanischen Anordnungen der Selbstwechselvorrichtung anzutreiben. Die Elektronik 54 treibt durch ein Paar von Verbindungen 64 einen ersten Motor an und empfängt über Signale 66 von einer Wellencodiervorrichtung 62 eine Positionsrückkopplung. Der Motor 60 ist mit den mechanischen Anordnungen der Selbstwechselvorrichtung 80 durch eine Motorwelle 68 verbunden. Die Elektronik 54 treibt ferner durch Verbindungen 74 einen zweiten Motor 70 und empfängt über Signale 76 von einer Wellencodiervorrichtung 72 eine Positionsrückkopplung. Dieser zweite Motor ist durch eine Motorwelle 78 mit den mechanischen Anordnungen 80 der Selbstwechselvorrichtung verbunden.
Die Fig. 2A und 2B stellen die mechanischen Anordnungen oder Vorrichtungen des Kassettenhandhabungssystems 24 für optische Platten zur Verwendung in Verbindung mit einer Mehrzahl von sich longitudinal erstreckenden, sich nach hinten öffnenden Zellen 35, 37, 39, usw. dar, die in einem sich lateral und vertikal erstreckenden Zellenarray 40 angeordnet sind.
Das Handhabungssystem 24 kann eine Einsetzanordnung 41 zum Aufnehmen einer Kassette 43 aufweisen, welche von einem menschlichen Betreiber von Hand eingesetzt wird, wobei ein erstes Ende der Kassette nach vorne gerichtet positioniert ist. Die Einsetzanordnung verschiebt die Kassette longitudinal und drehmäßig, derart, um die Kassette einer Kassetten-Ineingriffnahmevorrichtung zu überreichen, wobei das erste Ende der Kassette zur Rückseite des Gehäuses 10 positioniert ist.
Die Kassetten-Ineingriffnahmevorrichtung 45 ist zum Ineingriffnehmen eines freiliegenden Endabschnitts einer Kassette vorgesehen, die in der Einsetzanordnung 41 oder in einer anderen Zelle, z. B. 35, 37, 39 positioniert ist.
Eine longitudinale Verschiebungsanordnung 47 ist zum longitudinalen Verschieben einer Kassette 43, die von der Ineingriffnahmevorrichtung 45 in Eingriff genommen ist, wirksam der Ineingriffnahmevorrichtung zugeordnet.
Eine Kippanordnung 49 ist der Ineingriffnahmeanordnung 45 wirksam zugeordnet und wird zum umkehrenden Drehen einer Kassette, die von der Ineingriffnahmevorrichtung in Eingriff genommen ist, um eine sich longitudinal erstreckende Kippachse DD verwendet.
Eine laterale Verschiebungsanordnung 51 ist der Ineingriffnahme-Anordnung 45 zum lateralen Verschieben einer Kassette 43 wirksam zugeordnet, die von der Ineingriffnahmevorrichtung in Eingriff genommen ist.
Eine drehbare erste Motoranordnung 60 ist antriebsmäßig mit der longitudinalen Verschiebungsanordnung 43, der Kippanordnung 49 und der lateralen Verschiebungsanordnung 51 zum Liefern einer Antriebskraft zu denselben antriebsmäßig verbunden.
Eine Anschlaganordnung 53 kann vorgesehen sein, welche die Bewegung der longitudinalen Verschiebungsanordnung 47 begrenzt.
Eine Kippeinrastanordnung 55 ist vorgesehen, welche einen eingerasteten Zustand und einen nicht-eingerasteten Zustand aufweist und der Kippanordnung 49 zum Verhindern einer Drehung derselben, wenn sich die Kippeinrastanordnung 55 in dem eingerasteten Zustand befindet, wirksam zugeordnet ist.
Eine Translationseinrastanordnung 57 ist vorgesehen, welche einen eingerasteten und einen nicht-eingerasteten Zustand aufweist. Die Translationseinrastanordnung ist der lateralen Verschiebungsanordnung 51 zum Verhindern einer lateralen Verschiebung derselben, wenn sich die Translationseinrastanordnung in dem eingerasteten Zustand befindet, wirksam zugeordnet.
Das Kassettenhandhabungssystem 24 weist einen Tauchbetriebszustand auf, bei dem sich die Anschlaganordnung 43 in einer Außer-Eingriff-Beziehung mit der longitudinalen Verschiebungsanordnung 47 befindet, die Kippeinrastanordnung 55 in ihrem eingerasteten Zustand ist, und die Translationseinrastanordnung 57 in ihrem eingerasteten Zustand ist. Das Kassettenhandhabungssystem 24 weist einen Kippbetriebszustand auf, bei dem die Anschlaganordnung 53 in einer Ineingriff-Beziehung mit der longitudinalen Verschiebungsanordnung 47 ist, die Kippeinrastanordnung 55 in ihrem nichteingerasteten Zustand ist, und die Translationseinrastanordnung 57 in ihrem eingerasteten Zustand ist. Das Kassettenhandhabungssystem 24 weist ferner einen Translationszustand auf, bei dem die Translationseinrastanordnung 57 in ihrem nichteingerasteten Zustand ist.
Eine erste Getriebeanordnung 59 ist vorgesehen, welche in rotationsmäßig verschiebbarer Beziehung mit der lateralen Verschiebungsanordnung 51 befestigt, und mit der longitudinalen Verschiebungsanordnung 47 und der Kippanordnung 49 antriebsmäßig verbunden ist.
Eine durchgehende Antriebsriemenanordnung 61 ist vorgesehen, welche zum antriebsmäßigen Verbinden der ersten Getriebeanordnung 59 mit der ersten Motoranordnung 60 von der ersten Getriebeanordnung 59 durchgehend, nicht rutschend in Eingriff genommen ist. Die durchgehende Riemenanordnung kann einen ersten Abschnitt 63, der sich in einer ersten lateralen Richtung von der ersten Getriebeanordnung 59 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 65 aufweisen, der sich in einer zweiten lateralen Richtung von der ersten Getriebeeinrich tung erstreckt. Die laterale Verschiebungsanordnung 51 ist durch eine Bewegung der durchgehenden Riemenanordnung 61 lateral verschiebbar, wenn die erste Getriebeanordnung 59 gegen eine Drehung verriegelt ist.
Eine Getriebeverriegelungsanordnung 67 mit einem verriegelten und einem nicht-verriegelten Zustand ist vorgesehen, welche der ersten Getriebeanordnung 59 wirksam zugeordnet ist. Die Getriebeverriegelungsanordnung 67 verhindert eine Drehung der ersten Getriebeanordnung 59, wenn sich die Getriebeverriegelungsanordnung in ihrem verriegelten Zustand befindet. Das Kassettenhandhabungssystem 24 ist derart aufgebaut und angeordnet, daß sich die Getriebeverriegelungsanordnung 67 in ihrem verriegelten Zustand befindet, wenn sich die Translationseinrastanordnung 57 in ihrem nichteingerasteten Zustand befindet, und derart, daß sich die Getriebeverriegelungsanordnung 67 in ihrem nicht-verriegelten Zustand befindet, wenn sich die Translationseinrastanordnung 57 in ihrem eingerasteten Zustand befindet.
Das Kassettenhandhabungssystem 24 für optische Platten umfaßt ferner eine vertikale Verschiebungsanordnung 69 zum vertikalen Verschieben einer Kassette 43, die von der Kassetten-Ineingriffnahmeanordnung 45 in Eingriff genommen ist. Ein zweiter Motor 70 ist der vertikalen Verschiebungsanordnung 69 zum Liefern einer Antriebskraft zu derselben wirksam zugeordnet.
Fig. 3 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm der Steuersystemelektronik, der Motoren und der mechanischen Aufbauten, die eines der zwei Steuersysteme der Erfindung darstellen. Das Verfahren, das zum Antreiben der Motoren in den Steuersystemen verwendet wird, ist eine Pulsbreitenmodulation ("PwM"; PWM = Pulse Width Modulation), welches allgemein für ähnliche Steuersysteme verwendet wird. Dieses Verfahren umfaßt das Steuern der Motorgeschwindigkeit durch Variieren des Betriebszyklus eines konstanten Spannungspulses, der zu dem Motor geliefert wird, und nicht durch Variieren des Spannungsbetrags. Obwohl das PWM-Verfahren dargestellt ist, können weitere Verfahren zum Steuern der Motorgeschwindigkeit innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Bezugnehmend nun auf Fig. 3 überträgt der Bus 52 Daten von dem Mikroprozessor 50 (Fig. 2) zu einer integrierten Schaltung ("IC"; IC = Integrated Circuit) zur Pulsbreitenmodulation, welche als Hewlett-Packard-Teilenummer HCTL-1000 kommerziell erhältlich ist. Ähnliche integrierte Schaltungen, die die gleichen Funktionen durchführen, sind von anderen Herstellern, wie z. B. von Motorola, Teilenummer MC33030 oder von Silicon General, Teilenummer SG1731, erhältlich. Der IC 90 bildet mit dem Mikroprozessorbus 52 direkt eine Schnittstelle, um dem Mikroprozessor zu erlauben, auf Register zu schreiben oder von Registern innerhalb des IC 90 zu lesen, um Funktionen durchzuführen, die notwendig sind, um die PWM-Ausgabe des IC 90 zu erzeugen. Eine PwM-Generatorschaltung 92 innerhalb des IC 90 nimmt eine Date von dem Bus 52 an und wandelt diese Date in zwei, sich zeitlich verändernde Ausgangssignale 96 um, welche mit einem Spannungsverstärker 100 verbunden sind. Basierend auf der Polarität der Date ist zu einem Zeitpunkt nur eines der Signale 96 aktiv, wobei dieses aktive Signal einen Betriebszyklus aufweist, welcher dem Wert der Date proportional ist, wobei gilt, daß der Betriebszyklus um so länger ist, je größer der Wert ist. Die Signale 96 werden durch den Spannungsverstärker 100 auf einen Pegel verstärkt, der zum Antreiben des Motors 60 geeignet ist. Der Spannungsverstärker 100 kann durch ein Signal 102 von dem Mikroprozessor freigegeben oder gesperrt werden.
Eine Wellencodiervorrichtung 62 (auch in Fig. 2 gezeigt) ist ein kommerziell erhältliches Teil, das eine Zweikanalausgabe der Winkelposition der Motorwelle schafft. Beispiele für dieses Teil sind die Teile mit den Hewlett-Packard-Teilenummern HEDS-5500, HEDS-6000 und HEDS-9000. Die Wellencodiervorrichtung 62 ist auf der Welle des Motors 60 befestigt, um eine in sich geschlossene Einheit zu bilden. In der Wellen codiervorrichtung befindet sich eine Codiererscheibe (nicht gezeigt) mit einem Photosender (nicht gezeigt) auf einer Seite der Scheibe und einem Photoempfänger (nicht gezeigt) auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe. Die Scheibe ist mit Ausnahme einer Reihe von dunklen Linien, die auf ihre Oberfläche gedruckt oder geätzt sind, transparent. Licht von dem Photosender scheint durch die Platte und während die Welle rotiert, wird ein Pulszug durch die dunklen Linien, die das Licht unterbrechen, erzeugt. Zwei Empfänger, die um 90~ voneinander beabstandet sind, werden verwendet, derart, daß die beiden Ausgabekanäle von den Empfängern verwendet werden können, um die Drehrichtung zu erfassen. Die Pulszugausgabe von den beiden Kanälen wird einer Codiervorrichtungsschnittstelle und einem Zählerabschnitt 94 des IC 90 zugeführt. Die Phasenbeziehung der beiden Kanäle bestimmt, ob sich der Motor im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn dreht. Der IC 90 decodiert die Phase und zählt die Anzahl von Pulsen, die von der Wellencodiervorrichtung 62 erzeugt worden sind und liefert diese Daten zu dem Bus 52 zum Verarbeiten durch den Mikroprozessor 50. Durch Erhalten der Daten der Codiervorrichtung 62 von dem IC 90 bestimmt der Mikroprozessor die Geschwindigkeit und Richtung der Drehung des Motors 60. Zähler in der Codiervorrichtungsschnittstelle 94 behalten ebenfalls eine Motorwellenposition bei.
Die Steuersystemschnittstellenelektronik 54 umfaßt ferner eine Einrichtung zum Umwandeln des Stroms, der durch den Motor 60 läuft, in ein Signal, welches der Mikroprozessor verwenden kann, um den Betrag eines derartigen Stroms zu bestimmen. Das Verfahren mißt eine Spannung über einem Abtastwiderstand (nicht gezeigt), der seriell zu den Motoranschlußdrähten 64 angeordnet ist, indem diese Spannung 104 in einen Differenzverstärker 106 eingegeben wird. Dort wird dieselbe mit einem bekannten Spannungssignal, das durch eine Digital-zu-Analog-Wandlerschaltung ("DAW") 110 ausgegeben wird, verglichen. Der Mikroprozessor 50 sendet Daten zu dem DAW 110, welcher die Daten in ein analoges Signal 108 umwan delt. Dieses Signal 108 wird durch den Differenzverstärker 106 mit dem Spannungssignal 104 verglichen, das den Motorstrom darstellt. Das Ausgabesignal 112 des Differenzverstärkers 106 wird durch den Mikroprozessor 50 gelesen, um zu bestimmen, ob die DAW-Ausgabe 108 größer oder kleiner als der Spannungswert 104 für den Motorstrom ist. Auf diese Art und Weise kann der Mikroprozessor 50 den Wert des DAW 110 verändern, bis das Signal 112 seinen Wert ändert, wodurch der Motorstrom bestimmt wird.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm auf hoher Ebene des Funktionzu-Funktion-Flusses der Software der vorliegenden Erfindung. Ein Block Schnittstellenprotokoll und Befehls-I/O (I/O - Input/Output = Eingabe/Ausgabe) 132 wirkt mit der Schnittstellenelektronik 46 (Fig. 2) zusammen, um Befehle von dem Computersystem 10 (Fig. 1) zu empfangen und einen Zustand zu dem Computersystem 10 zurückzusenden. Vom Block 112 springt die Steuerung zu einem Block Kassettenverwaltung 134, welcher für das Beibehalten der logischen Anordnung aller Positionen und ihrer entsprechenden Zustände verantwortlich ist. Der Block 134 übersetzt ferner Schnittstellenbefehle von dem Computersystem in interne Befehlsstrukturen der Selbstwechselvorrichtung, die zu dem Block 136 geleitet werden, der die Bewegungsplanung- und -Ausführungsfunktion aufweist. Diese Funktion wandelt eine Befehlsstruktur in eine Serie von Selbstwechselvorrichtungs-Teilbefehlen um, die den Befehl durchführen werden. Der Block 136 sequenziert ferner die Teilbefehle, um den Befehl auf die zeitlich optimalste Weise durchzuführen. Ein Block Funktionskoordination 138 koordiniert die Serie von Teilbefehlen, um den Befehl auszuführen, indem der Betrieb der Steuersysteme modifiziert wird, um jede der benötigten mechanischen Anordnung geeignet zu bewegen. Der Block Teilbewegungsausführung 140 führt eine Bewegung auf unterster Ebene in der Selbstwechselvorrichtung durch, um jeden Teilbefehl durchzuführen. Derselbe koordiniert die Eingabeposition in jedes der Steuersysteme und erzeugt basierend auf einer gegebenen Beschleunigung, einer Spitzengeschwindigkeit und Kraftparametern, welche durch die Blöcke 136 und 138 geliefert worden sind, ein Bewegungsprofil für jede Eingabe. Der Block Servosteuerschleife und Überwachung 142 wirkt schnittstellenmäßig mit der Steuersystemelektronik 54 (Fig. 2) zusammen, um die Position der Motoren in den beiden Steuersystemen durch einen digitalen Kompensationsalgorithmus zu steuern. Dieser Block hält ferner Positions-, Kraft- und Geschwindigkeitsdaten für die zwei Steuersysteme bei und überwacht die Systeme und schaltet die Leistung für die Systeme ab, wenn unnormale oder unerwartete Situationen auftreten.
Fig. 5 zeigt das Servosteuersystem der vorliegenden Erfindung. Eine herkömmliche digitale Servosteuerschleife 150 wird verwendet, um einen Motor für ein Steuersystem zu steuern. Die vorliegende Erfindung weist zwei derartige Steuerschleifen auf, die als Y-Steuerschleife und Z-Steuerschleife bezeichnet sind. Jede Steuerschleife weist eine Servokompensationsvorrichtung 152 auf, welche ein Positionssignal 154 zu einer Summierverbindung 156 eingibt. Die Ausgabe der Summierverbindung 156 wird zu einer Ausgabeübertragungsfunktion Gc() gespeist, welche die Ausgabe der Summierverbindung 156 durch Multiplizieren der Ausgabe 156 mit einer Konstante Kp in ein Signal 160 umwandelt. Kp ist in Tabelle 1 für jede Bewegung jedes Steuersystems gezeigt. Der resultierende Wert wird dem IC 90 in der Steuersystemschnittstellenelektronik 54 zugeführt. Das Signal wird dann durch den Verstärker 100 verstärkt und in den Motor 60 eingegeben. Eine Wellencodiervorrichtung 62 sendet Informationen zu dem IC 90, welcher über ein Signal 162 Positions- und Geschwindigkeitsinformationen der Rückkopplungsübertragungsfunktion Hc() 164 zuführt. Die Rückkopplungsübertragungsfunktion 164 wandelt die Positions- und die Geschwindigkeitsinformationen in ein negatives Rückkopplungssignal 166 um, welches in die Summierverbindung 156 eingegeben wird. Die Funktion Hc() lautet folgendermaßen:
Hc() = 1 + Kv d/dt
wobei d/dt die Ableitung der Eingabe 162 und Kv ein konstanter Wert sind. Kv ist in Tabelle 1 für jede Bewegung jedes Steuersystems gezeigt. Somit addiert Hc() die Ausgabeposition zu der Ableitung der Ausgabeposition multipliziert mit einer Konstanten Kv. Die Werte für Kp und Kv hängen von der Genauigkeits- und Stabilitätsanforderung für die Systeme ab. Eine Erhöhung von Kp reduziert einen Positionsfehler. Sowohl Kp als auch Kv bestimmen die Stabilität und das Verhalten der Steuersysteme. Auf diese Art und Weise verändert die Steuerschleife 152 die Position des Motors 60 immer dann, wenn über Leitung 154 eine neue Position empfangen worden ist. Wie später beschrieben werden wird, kann der Motor 60 zu verschiedenen Zeitpunkten verschiedene Lasten aufweisen. Um diese verschiedenen Lasten zu kompensieren, können die unterschiedlichen Kompensationsvorrichtungswerte Kp und Kv durch ein Kompensationsvorrichtungswertesignal 168 in die Servokompensationsvorrichtung 152 eingegeben werden. Falls die Software bestimmt, daß das Steuersystem angehalten werden muß, wird ein Schaltsignal 170 ferner in die Servokompensationsvorrichtung 152 eingegeben, um das Abschalten zu bewirken.
Das Kraftberechnungsmodul 174 bestimmt den Betrag der Kraft, die von dem Motor ausgeübt wird. Dasselbe empfängt Kompensationsvorrichtungswerte und eine Motorgeschwindigkeit von der Kompensationsvorrichtung 152 über ein Signal 172. Der mechanische Tastsinn der vorliegenden Erfindung ist die Berechnung von Kräften, die durch die Steuersysteme der Selbstwechselvorrichtung ausgeübt werden, und die Arten und Weisen, auf welche die Kraftinformationen während des Betriebs der Selbstwechselvorrichtung verwendet werden. Dieser mechanische Tastsinn verwendet eine Kenntnis der mechanischen Parameter des Systems, um den Kraftbetrag abzuleiten, der durch die Motoren des Systems auf die mechanischen Vorrichtungen ausgeübt wird. Eine periodische Berechnung der Kraft wird durch das Kraftberechnungsmodul 174 durchgeführt und durch Plazieren der Kraftinformationen in einen variablen Speicherbereich 176 für andere Softwaremodule innerhalb des Systems verfügbar gemacht. Diese Kraftinformationen werden von den anderen Softwaremodulen als eine Erfassungsvorrichtung zur Positionsrückkopplung und zum Erfassen von unnormalen Situationen innerhalb der Selbstwechselvorrichtung verwendet. Eine Kraft ist durch die folgende Gleichung direkt auf ein Motordrehmoment bezogen:
F = Tm / r
wobei F die ausgeübte Kraft ist, die von dem Motordrehmoment Tm erzeugt wird, das bei einem wirksamen Radius r wirkt, wobei r durch das Getriebe bestimmt wird, das verwendet wird, um die Selbstwechselvorrichtungsmechanik an der Motoranordnung zu befestigen, und wobei "/" eine Division darstellt. Das Motordrehmoment ist auf den Motorstrom durch folgende Gleichung direkt bezogen:
Tm - Im · Kt
wobei Im den augenblicklichen Motorstrom, Kt die Motordrehmomentkonstante und · eine Multiplikation darstellen.
Der Motorstrom kann durch direkte Messung über die Elektronik oder durch Berechnung aus der Kenntnis der Motorspannung und der Motorgeschwindigkeit berechnet werden. Die resultierende Gleichung lautet folgendermaßen:
F = Tm / r
= (Kt /r) · I
Bei der vorliegenden Erfindung wird durch eine Kombination von Elektronik und Software die direkte Messung durchgeführt. Wie bezugnehmend auf Fig. 3 oben beschrieben worden ist, wird eine Spannung, die zum Motorstrom proportional ist, von dem Verstärker 100 mit der Ausgabe eines DAW 110 durch einen Differenzverstärker 106 verglichen. Das Kraftberechnungsmodul 174 sendet einen Wert über ein Signal 178 zu dem DAW 110 und empfängt über ein Signal 112 den Vergleich dieses Wertes mit der Spannung, die zum Motorstrom proportional ist. Die Software 174 verändert diesen Wert, bis das Signal ein gleiches Vergleichsergebnis anzeigt, wobei der Wert dann den Motorstrom darstellt. Da Kt und r Konstanten sind, kann vorher eine neue Konstante K berechnet werden, wobei die resultierende Gleichung folgendermaßen lautet:
F = K · I
Der Motorstrom kann ferner durch folgende Gleichung berechnet werden,
Im = (Vm - (Kt · w)) / R
wobei Vm die Motorspannung, Kt die Drehmomentkonstante des Motors, R der Widerstand des Motors und der zugehörigen Treiberschaltungen für den Motor und w die Winkelgeschwindigkeit des Motorwelle sind. Da in der Steuerschleife 150 eine digitale Steuerung verwendet wird, sind Vm und w bereits in digitaler Form verfügbar. Eine einfache Berechnung der Kraft wird über folgende Gleichung durchgeführt:
Fm = (Kt / (r · R)) · (Vm - (Kt · w))
= (K&sub1; · Vm) - (K&sub2; · W)
wobei K&sub1; = Kt / (r · R) und K&sub2; = Kt² / (r · R) sind.
Wie nachfolgend beschrieben wird, werden Kraftinformationen in der Steuersoftware als eine Form einer Rückkopplung und einer Hinderniserfassung eingehend verwendet. Die Steuerung kann die Vollendung einer Operation durch Überwachen der Kraft zu strategischen Zeitpunkten während des Ausführens einer Operation erfassen. Die Steuerung kann die Bewegungen der Motoren einstellen, bis eine gewünschte Kraft oder ein gewünschter Widerstand erreicht ist. Unnormale Situationen, welche zu einem sofortigen Anhalten aller Bewegungen berech tigen, können ebenfalls durch Überwachen der Kraft erfaßt werden.
Nach der Berechnung wird die Kraft in dem Variablen-Speicherbereich 176 gespeichert.

Grundoperationen

Bezugnehmend nun auf Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Hauptmodule und den Datenfluß, der bei einer Bewegungsoperation auftritt, gezeigt. Ein Bewegungsachsenmodul 200, welches eines der Teilbewegungsausführungsmodule 140 (Fig. 4) ist, empfängt Eingabeparameter 210, die Delta-Y, Delta-Z und ID-Werte enthalten. Delta-Y und Delta-Z sind die Anzahl von Wellenvorrichtungszählwerten zwischen der gegenwärtigen Position und der neuen Position. Der ID-Wert wird als Index in einer Direktzugriffstabelle verwendet, um die Kraftwerte zurückzugewinnen, die dann über ein Signal 212 zu einer Schleifenüberwachungsvorrichtung 210 geleitet werden. Die Tabelle liefert ferner eine Beschleunigung in Millimetern pro Sekunde pro Sekunde und eine Geschwindigkeit in Millimetern pro Sekunde zur Eingabe in einen Block 204. Tabelle 1 zeigt die Kraftwerte, die Beschleunigung und die Geschwindigkeit (Vp) für jede Operation der Steuersysteme. Der Block 204 wandelt die Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsparameter in Daten für den Profilgenerator um und liefert Skalierungsinformationen für den Profilgenerator. Der Block 204 leitet dann die Bewegung ein. Sobald die Bewegung gestartet ist, werden periodische Zeitgeberunterbrechungen die Steuerung auf den Profilgenerator 206 übertragen. Unter Verwendung der von dem Block 204 weitergeleiteten Parameter baut der Profilgenerator 206 dynamisch ein Positionsprofil, wie die Bewegung auftreten sollte. Dieses Profil umfaßt Y- und Z-Positionen über der Zeit, wobei diese Positionen über ein Signal 154Y zu der Y-Steuerschleife 150Y und über ein Signal 154Z zu der Z-Steuerschleife 150Z weitergeleitet werden. Die Steuerschleifen wurden bezugnehmend auf Fig. 5 beschrieben.
Während eine Bewegung der Vorrichtungen auftritt, senden die Steuerschleifen Informationen zu den Kraftberechnungsmodulen 174Y und 174Z (dieselben sind bezugnehmend auf Fig. 5 beschrieben), und speichern Kraftinformationen in den Speichervariablen 176. Als von dem Block 202 eine Einstellung durchgeführt worden ist, wurden Abschalt-Krafteinstellungen über ein Signal 212 zu einer Schleifenüberwachungsvorrichtung 210 geleitet. Die Schleifenüberwachungsvorrichtung 210, die nachfolgend beschrieben wird, vergleicht die Abschalt- Krafteinstellungen mit den Kräften in den Speichervariablen 176 und schaltet die Steuerschleifen 150Y und 150Z ab, wenn die Kräfte sichere Grenzen überschreiten. Wenn die Bewegung vollendet ist, wird ein Fertig-Signal 208 zu dem Bewegungsachsenmodul 200 zurückgesendet, welches wiederum seinem Aufrufer mitteilt, daß die Bewegung vollendet ist. Es wird angemerkt, daß der Profilgenerator, die Steuerschleifen und die Schleifenüberwachungsvorrichtung als Unterbrechungs-getriebene- (sog. "Interrupt"- getriebene-) Hintergrundmodule laufen, derart, daß das Steuersystem durchgehend gewartet wird.
Fig. 7 zeigt das Bewegungsachsenmodul-Verfahren als ein Steuerflußdiagramm. Nach dem Eintritt bereitet ein Block 220 eine Bewegung vor, indem er die Bewegungsparameter und den Profilgenerator einstellt, wobei ein Block 222 die Bewegung startet und ein Block 224 lediglich auf die Hintergrundprozesse wartet, um die Bewegung zu vollenden. Nach der Vollendung wird die Steuerung bei einem Block 226 zu dem Aufrufer zurückgegeben.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm des Schleifenüberwachungsvorrichtungsblocks 210 (Fig. 6). Dieses Modul empfängt maximale Kraftparameter von dem Bewegungsparametereinstellblock 202 und vergleicht diese Kraftwerte jedesmal, wenn es die Steuerung erhält, mit der Kraft, die von den Motoren ausgeübt wird. Wenn die Kraft, die ausgeübt wird, die maximalen Werte überschreitet, werden beide Steuersysteme abgeschaltet. Bezugnehmend nun auf Fig. 8 vergleicht ein Block 240 nach dem Eintritt über eine Zeitgeberunterbrechung die Kraft, die durch das Y-Steuersystem ausgeübt wird, mit der maximalen Y-Kraft, die von der Bewegungsparametereinstellung stammt. Wenn die Kraft kleiner oder gleich einer maximalen Y-Kraft ist, springt die Steuerung zu einem Block 242, bei dem ein Zählwert auf Null eingestellt wird. Der Zählwert wird verwendet, um es zuzulassen, daß die Kraft den Maximalwert für eine kurze Zeitdauer überschreitet, ohne eine Abschaltung zu bewirken, wenn die Kraft jedoch den Maximalwert für eine längere Zeitdauer überschreitet, wird eine Abschaltung auftreten. Um sicherzustellen, daß die hohe Kraft über eine lange Zeitdauer auftritt, stellt das Modul den Zählwert jedesmal auf Null, wenn es die Steuerung erhält und die Kraft unter dem Maximum ist.
Wenn die Kraft größer als das Maximum ist, inkrementiert ein Block 244 den Zählwert, wobei dann ein Block 246 den Zählwert bewertet. Wenn der Zählwert größer als ein Wert ist, der notwendig ist, um sicherzustellen, daß der Zählwert für die maximal zulässige Zeit hoch gewesen ist, springt die Steuerung zu einem Block 248, bei dem Y_Zustand auf Kraft_Fehler eingestellt wird, was eine Abschaltung bewirken wird. In beiden Fällen springt die Steuerung zu einem Block 250, in dem die Z-Kraft mit der maximalen Z-Kraft verglichen wird. Wenn die Z-Kraft kleiner als das Maximum ist, stellt ein Block 252 den Zählwert auf Null, wogegen andernfalls ein Block 254 den Zählwert inkrementiert. Ein Block 256 bewertet den Zählwert, wobei die Steuerung zu einem Block 258 springt, wenn derselbe groß genug ist, um Z_Zustand auf Kraft_Fehler einzustellen, was eine Abschaltung bewirken wird.
Die Steuerung springt dann zu einem Block 260 und zu einem Block 262, um entweder bezüglich eines Y_Zustands Kraft Fehler oder eines Z_Zustands Kraft_Fehler zu überprüfen. Wenn eine der beiden Situationen wahr ist, springt die Steuerung zu einem Block 264, um die Motortreiber abzuschalten, um eine Bewegung anzuhalten, woraufhin ein Block 266 die Steuerschleifen sperrt, derart, daß keine neuen Befehle zu den Motoren laufen. Wenn weder der Block 260 noch der Block 262 eine Fehlerbedingung erfaßt, oder nach einer Abschaltung, springt die Steuerung zu einem Block 268, um von der Unterbrechung zurückzukehren.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer Sättigungsachsenoperation, das den Datenfluß zeigt. Diese Operation ist wie eine Bewegungsoperation, mit Ausnahme davon, daß die Bewegung aufhört, wenn entweder das Ziel erreicht ist, oder bei der Erfassung einer spezifizierten Kraft, die der Bewegung entgegen gerichtet ist. Bezugnehmend nun auf Fig. 9 empfängt ein Sättigungsachsenmodul 280, welches eines der Teilbewegungs-Ausführungsmodule 140 (Fig. 4) ist, Eingabeparameter 281, die Delta-Y-, Delta-Z- und ID-Werte enthalten. Delta-Y und Delta-Z sind die Anzahl der Wellencodiervorrichtungszählwerte zwischen der gegenwärtigen Position und der neuen Position. Der ID-Wert wird als Index in einer Direktzugriffstabelle verwendet, um die Kraftwerte zurückzugewinnen, die dann durch ein Signal 283 zu der Schleifenüberwachungsvorrichtung 210 weitergegeben werden. Die Tabelle liefert ferner eine Beschleunigung in Millimetern pro Sekunde pro Sekunde und eine Geschwindigkeit in Millimetern pro Sekunde zur Eingabe in einen Block 284. Der Block 284 wandelt die Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsparameter in Daten für den Profilgenerator um und liefert dem Profilgenerator Skalierungsinformationen. Der Block 284 leitet dann die Bewegung ein. Sobald die Bewegung gestartet ist, werden periodische Zeitgeberunterbrechungen die Steuerung zu dem Profilgenerator 206 übertragen, welcher der gleiche Profilgenerator wie der von Fig. 6 ist. Unter Verwendung der Parameter, die von dem Block 284 weitergegeben werden, baut der Profilgenerator 206 dynamisch ein Positionsprofil, wie die Bewegung auftreten sollte. Dieses Profil umfaßt Y- und Z-Positionen über der Zeit, wobei diese Positionen über das Signal 154Y zu der Y-Steuerschleife 150Y und über das Signal 154Z zu der Z-Steuerschleife 150Z geleitet werden. Die Steuerschleifen wurden bezugnehmend auf Fig. 5 beschrieben. Wäh rend eine Bewegung der Vorrichtungen auftritt, senden die Steuerschleifen Informationen zu den Kraftberechnungsmodulen 174Y und 174Z (welche bezugnehmend auf Fig. 5 beschrieben wurden), die Kraftinformationen in den Speichervariablen 176 speichern. Wenn die Einstellung durch den Block 282 durchgeführt worden ist, werden Abschalt-Krafteinstellungen, welche doppelt so groß wie die Schwellenkrafteinstellungen sind, über ein Signal 288 zu dem Sättigungsprozeß 286 geleitet. Die Schwellenkrafteinstellungen werden über ein Signal 283 zu der Schleifenüberwachungsvorrichtung 210 geleitet. Die oben beschriebene Schleifenüberwachungsvorrichtung 210 vergleicht die Abschaltkrafteinstellungen mit den Kräften in den Speichervariablen 176 und schaltet die Steuerschleifen 150Y und 150Z ab, wenn die Kräfte sichere Grenzen überschreiten. Wenn die Bewegung vollendet ist, wird ein Fertig-Signal 208 zu dem Sättigungsachsenmodul 210 zurückgegeben, welches wiederum seinem Aufrufer mitteilt, daß die Operation vollendet ist. Der Sättigungsprozeß 286 überwacht ferner über ein Signal 287 die Variablen 176, um zu bestimmen, wann sie die Schwellenwerte überschreiten, die von dem Block 282 weitergegeben worden sind, und wann entweder die Kraft die Schwelle überschreitet oder die Bewegung durch das Stopsignal 290 angehalten worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Sättigungszustand über ein Zustandssignal 292 verfügbar gemacht. Es wird angemerkt, daß der Profilgenerator, die Steuerschleifen und die Schleifenüberwachungsvorrichtung als Unterbrechungs-getriebene Hintergrundmodule laufen, derart, daß das Steuersystem durchgehend gewartet wird. Der Sättigungsprozeß läuft in einer Vordergrundschleife.
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm der Sättigungsachsenoperation. Nach dem Eintritt bereitet ein Block 300 die Bewegung durch Verarbeiten der Eingabeparameter Delta-Y und Delta-Z vor, indem die Abschaltkraftwerte zu der Schleifenüberwachungsvorrichtung, die Profilparameter zu dem Profilgenerator und die Schwellenkraftwerte zu dem Sättigungsprozeß geleitet werden, wonach derselbe dann die Bewegung startet. Ein Block 302 wartet auf einen zu messenden Kraftwert (durch die Zeit geberunterbrechungs-getriebenen Kraftberechnungsmodule), wonach ein Block 304 bestimmt, ob die Z-Kraft die Z-Schwelle überschreitet. Wenn die Kraft die Schwelle nicht überschritten hat, springt die Steuerung zu einem Block 306, um den Y-Kraftwert gegenüber den Y-Schwellenparametern zu überprüfen. Wenn beide Kräfte kleiner als die Schwelle sind, springt die Steuerung zu einem Block 308, um zu bestimmen, ob die Bewegung fertig ist, d. h. ob die Bewegung die Endposition erreicht hat. Wenn die Bewegung nicht fertig ist, springt die Steuerung zurück auf den Block 302, um die gleichen Überprüfungen durchzuführen. Wenn die Z-Kraft die Schwelle überschreitet, springt die Steuerung zu einem Block 310, um die Z-gesättigte Flag zu setzen. Wenn die Y-Kraft die Schwellen überschreitet, springt die Steuerung zu einem Block 312, um die Y-gesättigte Flag zu setzen. In beiden Fällen, oder wenn die Bewegung fertig ist, springt die Steuerung zu einem Block 314, um die Bewegung anzuhalten. Ein Block 316 bestimmt dann den Zustand zur Rückkehr und kehrt dann zu dem Aufrufer zurück.
Die Bewegungsachsen- und Sättigungsachsen-Routinen, die oben beschrieben worden sind, werden in den folgenden Routinen, die spezifische Operationen durchführen, verwendet werden. Jede der folgenden spezifischen Bewegungsroutinen sind Teil der Funktionskoordinaten-Routinen 138 von Fig. 4. In der folgenden Beschreibung wird angemerkt, daß das Y-Steuersystem die Ineingriffnahme-, Kipp- und longitudinal verschiebende Vorrichtung, die auch die Beförderung genannt wird, vertikal bewegt, während das Z-Steuersystem die Ineingriffnahmevorrichtung nach innen taucht, um eine Kassette wiederzugewinnen, die Ineingriffnahmevorrichtung nach außen taucht, die Beförderung kippt und die Translationsbewegung der Beförderung durchführt. Das Z-Steuersystem bewegt ferner die Kassetteneinsetzvorrichtung des Briefschlitzes. Für eine vollständigere Beschreibung der mechanischen Anordnungen der Erfindung wird auf eine der vorhergehenden Patentanmeldungen verwiesen.

Translationsoperation

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm einer Translationsoperation, bei der die Beförderung von einer Spalte zu der anderen bewegt wird. Diese Operation umfaßt das Bewegen der Beförderung zu einer Position zu dem unteren Ende der Säulen, um die laterale Verschiebungseinrastung auszurasten. Wenn sie ausgerastet ist, ermöglicht es die laterale Verschiebungseinrastung, daß sich die Beförderung unter der Steuerung des Z-Steuersystems lateral bewegt. Nachdem das Z-Steuersystem die Beförderung zu einer neuen Position bewegt, bewegt das Y-Steuersystem die Beförderung nach oben, um es zu ermöglichen, daß die laterale Verschiebungseinrastung einrastet, und daß eine weitere laterale Verschiebung verhindert wird.
Bezugnehmend nun auf Fig. 11 stellt ein Block 326 nach dem Eintritt die Steuersystemgewinne für ein Eintauchen ein, wobei ein Block 328 die Ineingriffnahmevorrichtung zurück zu einer Position bewegt, die es der lateralen Verschiebungseinrastung erlaubt, auszurasten. Daraufhin ruft ein Block 330 das Bewegungsachsenmodul auf, um die Beförderung zu einer Position am unteren Ende der Säulen zu bewegen, was die laterale Verschiebungseinrastung ausrastet. Sobald die laterale Verschiebungseinrastung ausgerastet ist, kann die Beförderung lateral bewegt werden, wobei diese Bewegung jedoch für das Z-Steuersystem einen neuen Satz von Anlagenparametern bedeutet. Das heißt, daß das Z-Steuersystem während dieser Bewegung einer unterschiedlichen Trägheits- und einer unterschiedlichen Reibungs-Komponente begegnet. Folglich verändert ein Block 332 die Gewinnparameter für das Z- Steuersystem für diese Bewegung. Diese Parameter sind als Signal 168 in Fig. 5 gezeigt. Sobald die Gewinne für die Translation verändert worden sind, ruft ein Block 334 die Bewegungsachsen auf, um die Beförderung (durch Bewegen des Z-Motors) zu einer Position neben der gewünschten neuen Position an der anderen Spalte zu bewegen. Ein Block 336 ruft dann die Sättigungsachsen auf, um die Beförderung zu bewegen, bis N-Pfund an Kraft begegnet werden. (Siehe Tabelle 1 bezüglich einer Definition von N und des Abstandes; 1 Pfund = 453,59 Gramm). Diese Operation vollendet die Bewegung durch Bewegen der Beförderung gegen einen mechanischen Anschlag. Dieser Anschlag gleicht Herstellungstoleranzen der mechanischen Position der neuen Position aus. Nach der Rückkehr vom Aufruf der Sättigung bestimmt ein Block 338, ob einer Kraft begegnet worden ist, und wenn der Kraft nicht begegnet worden ist, protokolliert ein Block 340 einen Fehler, um darauffolgende Funktionen zu sperren. In beiden Fällen bewegt ein Block 342 das Y-Steuersystem von der Translationsposition vertikal weg, was es der lateralen Verschiebungseinrastung erlaubt, neu einzurasten, wobei ein Block 344 das Z-Steuersystem zu einer neuen absoluten Position bewegt, um eine Spannung von dem System zu entfernen. Ein Block 346 stellt daraufhin die Steuersystemgewinne für darauffolgende Tauchoperationen neu ein, bevor die Steuerung zu dem Aufrufer zurückgegeben wird.

Selbstwechselvorrichtung-optisches-Laufwerk-Betrieb

Fig. 12 zeigt die Schnittstelle zwischen dem Handhabungsgerät 24 für optische Platten und dem optischen Laufwerk 26. Bezugnehmend nun auf Fig. 12 weist die Schnittstelle 25 (ebenfalls in Fig. 2 gezeigt) ein Massesignal 402 auf, das als ein elektrischer Bezug für ein Auswurfanforderungssignal 404 und ein Lampensignal 406 dient. Das Auswurfanforderungssignal 404 wird von dem Mikroprozessorsystem 50 des Handhabungssystems 24 für optische Platten verwendet, um dem optischen Laufwerk 26 zu signalisieren, eine beliebige Kassette, die sich gegenwärtig in dem optischen Laufwerk 26 befindet, auszuwerfen. Das Lampensignal 406 wird von dem optischen Laufwerk 26 verwendet, um dem Mikroprozessorsystem 50 eine von vier verschiedenen Funktionen zu signalisieren. Die erste dieser Funktionen, die durch das Lampensignal 406 signalisiert wird, ist eine Fehleranzeige, daß das optische Laufwerk 26 beim Einschaltselbsttest einen Fehler gezeigt hat.
Die zweite Funktion, die durch das Lampensignal 406 gezeigt wird, besteht darin, daß das optische Laufwerk 26 gerade dabei ist, eine Operation durchzuführen. Die dritte Funktion, die durch das Lampensignal 406 signalisiert wird, besteht darin, daß das optische Laufwerk eine Auswurfoperation durchführt, während die vierte Funktion, die durch das Lampensignal 406 signalisiert wird, darin besteht, daß das Laufwerk gerade hochläuft und eine Kassette testet, die sich gegenwärtig in dem optischen Laufwerk 26 befindet.
Im Betrieb des optischen Laufwerks 26 wird das Lampensignal 406 in einen "Ein"-Zustand beim Hochfahren gehen und während des Hochfahrens und des Selbstests in dem "Ein"-Zustand bleiben. Wenn das Laufwerk den Selbsttest erfolgreich vollendet, wird das Lampensignal 406 in einen "Aus"-Zustand gehen. Wenn der Selbsttest einen Fehler zeigt, wird das Lampensignal in dem "Ein"-Zustand bleiben. Der durch das optische Laufwerk 26 durchgeführte Selbsttest kann Lese- und Schreib-Tests umfassen, wenn sich während des Einschaltens eine Kassette in dem Laufwerk befindet. Während das optische Laufwerk 26 eine Suchoperation, eine Leseoperation oder eine Schreibeoperation durchführt, wird das Lampensignal 406 zwischen dem "Ein"- und dem "Aus"-zustand bei einer Rate von etwa 0,2 bis 1 Sekunde schalten. Wenn das Mikroprozessorsystem 50 ein Auswurfanforderungssignal 406 zu dem optischen Laufwerk 26 sendet, beginnt das Laufwerk seine Auswurfsequenz und plaziert das Lampensignal 406 für mindestens eine Sekunde in den "Ein"-Zustand. Nach mindestens einer Sekunde und nachdem die Kassette hochgehoben worden ist und zum Auswerfen geleitet worden ist, plaziert das optische Laufwerk 26 das Lampensignal 406 in den "Aus"-Zustand. Da die "Ein"- Zeit während einer Auswurfoperation länger als die Zykluszeit zwischen einem Beschäftigt-Signal ist, kann das Auswerfen von dem Beschäftigtsein unterschieden werden. Wenn keine Kassette in dem optischen Laufwerk 26 vorhanden ist, wird das Auswurfsignal noch bewirken, daß das optische Laufwerk das Lampensignal 406 für mindestens eine Sekunde in den "Ein"-Zustand plaziert, bevor das Lampensignal 406 in den "Aus"-Zustand plaziert wird. Wenn das optische Laufwerk 26 unfähig ist, die Auswurfoperation durchzuführen, wird das Lampensignal 406 nicht in den "Ein"-Zustand gehen. Wenn eine Kassette in das optische Laufwerk 26 eingesetzt wird, wird das Lampensignal 406 in den "Ein"-Zustand gehen und in diesem Zustand bleiben, bis das Medium innerhalb der Kassette Betriebsgeschwindigkeit erreicht hat, das optische Laufwerk die Fokussierung vollendet hat und zum Lesen oder Schreiben auf dem Medium bereit ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das optische Laufwerk 26 das Lampensignal 406 in den "Aus"-Zustand ändern.
Die Fig. 13A bis 13D sind Zeitablaufdiagramme des Lampensignals 406 und des Auswurfanforderungssignals 404. Bezugnehmend nun auf Fig. 13A geht das Lampensignal 406 von dem "Aus"-Zustand in den "Ein"-Zustand bei 410, wenn ein Einschalten auftritt, wobei dasselbe bis 4I2 in dem "Ein"-Zustand bleibt, wenn der Selbsttest vollendet worden ist. Wenn eine Kassette in das optische Laufwerk 26 eingesetzt wird, geht die Lampe von dem "Aus"-Zustand in den "Ein"-Zustand bei 414, während das Medium innerhalb der Kassette auf Geschwindigkeit gebracht wird. An der Position 416 geht das Lampensignal 406 von dem "Ein"-Zustand in den "Aus"-Zustand, um zu signalisieren, daß das optische Laufwerk 26 bereit ist, Operationen zu beginnen. Während einer Lese-, Schreibe- oder Such-Operation schaltet das Lampensignal 406 bei einer Rate zwischen 0,2 und 1 Zyklus/Sekunde, wie es bei einer Position 418 von Fig. 13A gezeigt ist, von dem "Aus"-Zustand in den "Ein"-Zustand. Wenn das Mikroprozessorsystem 50 ein Auswurfanforderungssignal sendet, wie es bei Position 420 von Fig. 13A gezeigt ist, geht das optische Laufwerk 26 von dem "Aus"-Zustand in den "Ein"-Zustand, wie es bei 422 gezeigt ist, und bleibt in dem "Ein"-Zustand, bis das Auswerfen vollendet ist, oder eine Sekunde verstrichen ist, wie es bei 424 gezeigt ist.
Fig. 13B zeigt ein Zeitgebungsdiagramm, das dem von Fig. 13A ähnlich ist. Fig. 13B zeigt jedoch einen Einschaltzyklus, bei dem eine Kassette in dem optischen Laufwerk 26 während des Einschaltprozesses vorhanden ist. Wenn von dem optischen Laufwerk 26 eine Leistung empfangen wird, schaltet das Lampensignal 406 von dem "Aus"-Zustand in den "Ein"-Zustand bei 430 und bleibt in dem "Ein"-Zustand, bis der Selbsttest vollendet worden ist und das Medium in einen Betriebszustand plaziert worden ist, wonach das Lampensignal 406 bei 432 in den "Aus"-Zustand zurückkehrt.
Fig. 13C zeigt ein Zeitgebungsdiagramm, das dem von Fig. 13A ähnlich ist. Fig. 13C stellt dar, wenn das optische Laufwerk 26 ein Auswurfanforderungssystem empfängt, während eine bestimmte andere Operation durchgeführt wird. Das optische Laufwerk wird die anderen Operationen vollenden, wie es durch die zahlreichen Beschäftigt-Anzeigen des Lampensignals 406 gezeigt ist, bevor es die Auswurfsequenz starten wird.
Fig. 13D ist ein Zeitablaufdiagramm, das ebenfalls dem von 13A ähnlich ist. Fig. 13D zeigt, daß, wenn das optische Laufwerk eine Auswurfanforderung während der Einschaltsequenz empfängt, es die Einschaltsequenz, die das Lampensignal 406 in den "Aus"-Zustand bringt, vollenden wird, bevor die Auswurfsequenz gestartet wird.
Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm des Prozesses des Einsetzens einer Kassette in das optische Laufwerk. Bezugnehmend nun auf Fig. 14 ruft ein Block 502 nach dem Eintritt Fig. 7 auf, um die Beförderung vor das Laufwerk vertikal auf die Mitte des Laufwerks ausgerichtet zu positionieren. Ein Block 504 startet den Einsetzprozeß durch Einsetzen des Mediums um eine nominale Strecke in das Laufwerk. Diese nominale Strecke "D" basiert auf einem anpassungsfähigen Algorithmus, der das Medium 1,6 mm vor dem Punkt einsetzt, bei dem beim vorherigen Einsetzen in das Laufwerk Beschäftigt aktiviert worden ist. Das erste Mal, wenn ein Einsetzen auftritt (nach dem Einschalten), wird die eingesetzte Strecke 4,5 mm von dem internen festen Anschlag des Laufwerks entfernt sein. Nach diesem anfänglichen Einsetzen überprüft ein Block 506, um zu bestimmen, ob die durch die Beförderung an das Medium angelegte Kraft 20 Pfund überschreitet (20 Pfund = 9,0718 kg). Wenn die Kraft diesen Betrag überschreitet, springt die Steuerung von dem Block 506 zu einem Block 508, bei dem ein Fehler berichtet wird und das System für darauffolgende Operationen gesperrt wird. Das Abschalten sollte üblicherweise nicht auftreten, da das Medium 1,6 mm weniger als bei dem letzten erfolgreichen Einsetzen eingesetzt worden ist. Wenn an diesem Punkt ein Fehler aufgetreten ist, werden Operationen auf eine bestimmte Art und Weise gesperrt, die es erlaubt, daß das Flußdiagramm seinen normalen Weg fortsetzt. In beiden Fällen wird das Flußdiagramm bei einem Block 510 fortgesetzt, bei dem ein Schrittzählwert auf Null eingestellt wird. Ein Block 512 ruft dann Fig. 7 auf, um das Medium um zusätzliche 0,4 mm in das Laufwerk einzusetzen. Dann inkrementiert ein Block 514 den Schrittzählwert um Eins, wobei ein Block 516 überprüft, ob eine Kraft größer als 14 Pfund (6,35026 kg) vorhanden ist. Wenn eine Kraftüberschreitungssituation aufgetreten ist, wird die Steuerung von dem Block 516 zu einem Block 518 springen, welcher einen Fehler protokollieren wird und darauffolgende Operationen sperren wird. In beiden Fällen wird das Flußdiagramm mit einem Block 520 fortgesetzt, welcher überprüft, um zu bestimmen, ob das Laufwerk Beschäftigt angezeigt hat. Wenn das Laufwerk kein Beschäftigt angezeigt hat, springt die Steuerung auf den Block 512 zurück, um das Medium um zusätzliche 0,4 mm einzusetzen und die Schleife fortzusetzen. Wenn das Medium in dem Block 520 Beschäftigt aktiviert hat, springt die Steuerung von dem Block 520 zu einem Block 522, welcher wartet, um zu bestimmen, ob der Beschäftigt-Zustand für mindestens 20 Millisekunden bleibt. Wenn der Beschäftigt-Zustand nicht für 20 Millisekunden bleibt, springt die Steuerung von dem Block 522 zurück zu dem Block 512, um die Schleife fortzusetzen. wenn Beschäftigt für 20 Millisekunden bleibt, springt die Steuerung von dem Block 522 zu einem Block 524, welcher die nominale Strecke "D" für die nächste Einsetzoperation neu berechnet. Der Block 524 berechnet diese Strecke durch Bestimmen der Strecke, die benötigt worden ist, um das Ein setzen zu vollenden, durch Subtrahieren von 1,6 mm von derselben und durch Speichern dieses Ergebnisses als den neuen Wert für "D". Die Strecke, die notwendig ist, um das Einsetzen zu vollenden, basiert auf dem ursprünglichen Wert für "D" (in Schritt SO&sub4; oben) plus der Anzahl von 0,4-Millimeter-Schritten (der Schrittzählwert), die notwendig waren, bevor durch das Laufwerk Beschäftigt aktiviert worden ist. Dieser neue Wert für "W' wird bei darauffolgenden Operationen für das anfängliche Medieneinsetzen in das Laufwerk verwendet. Nach dem Neuberechnen von "D" wird von dem Block 524 zu einem Block 526 übergegangen, welcher die Beförderung von dem Laufwerk zurückzieht und dann zum Aufrufer zurückkehrt.
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm des Verfahrens des Entladens einer Kassette aus dem optischen Laufwerk. Bezugnehmend nun auf Fig. 15 positioniert ein Block 552 nach dem Eintritt die Beförderung vor dem Laufwerk und zwar vertikal ausgerichtet auf die Mitte des Laufwerks. Ein Block 554 ruft dann Fig. 7 auf, um die Beförderung zu einem Punkt zu bewegen, an dem die Finger in einer Position sind, um die Kassette anzunehmen, so wie sie von dem Laufwerk ausgeworfen worden ist. Wie vorher beschrieben worden ist, weist die Beförderung zwei Finger auf, welche verwendet werden, um das Medium in die Beförderung zu ziehen. Diese Finger passen in Kerben auf beiden Seiten der Kassette und weisen Federn auf, die es ihnen erlauben, sich zu öffnen und sich dann auf der Kassette zu schließen, während die Kassette in die Beförderung gedrückt wird. Die Kassette muß fest genug gegen die Finger gedrückt werden, derart, daß die Finger geöffnet werden und sich die Kassette weit genug bewegt, daß sich die Finger über der Kassette schließen. Ein Block 556 stellt dann einen Zählwert auf Null ein, wobei ein Block 558 eine Fertig-Flag auf Falsch einstellt. Ein Block 560 ruft dann Fig. 16 auf, um die Auswurfzustandsmaschine in dem Zustand Eins zu starten. Die Auswurfzustandsmaschine (nachfolgend bezüglich Fig. 16 beschrieben) überwacht die Schnittstelle 25 (Fig. 12), um zu bestimmen, welche Operation von dem optischen Laufwerk durchgeführt wird. Nach dem Starten der Zustandsmaschine springt die Steuerung von dem Block 560 zu einem Block 562, um den Zählwert um Eins zu inkrementieren. Ein Block 564 wartet dann bis die Auswurfzustandsmaschine anzeigt, daß sie fertig ist. Nachdem die Auswurfzustandsmaschine ein Vollendet anzeigt, bestimmt ein Block 566, ob die Zustandsmaschine einen Zeit-Aus-Fehler hatte, und wenn ein Zeit-Aus- Fehler aufgetreten ist, springt die Steuerung von dem Block 566 zu einem Block 568, um die Auswurfzustandsmaschine in dem Zustand Zwei neu zu starten. Wenn kein Fehler aufgetreten ist, springt die Steuerung von dem Block 566 zu einem Block 570, um die Fertig-Flag auf wahr einzustellen, wobei dann ein Block 572 Fig. 7 aufruft, um eine "Wackel"-Operation der Beförderung durchzuführen. Diese "Wackel"-Operation berücksichtigt die Tatsache, daß eine perfekte Ausrichtung zwischen der Beförderung und dem Auswurfschlitz des Laufwerks nicht immer auftritt. Wenn die Fehlausrichtung groß ist, wird die Kassette nicht weit genug in die Beförderung ausgeworfen und die Finger werden nicht in der Lage sein, die Kassette zu greifen. Daher bewegt dieser Schritt die Beförderung einen Millimeter hoch, dann zwei Millimeter herunter und dann wieder einen Millimeter hoch. Diese Bewegung erlaubt es, daß die Kassette in die Beförderung "wackelt". Die Steuerung springt dann zu einem Block 574, welcher überprüft, ob der Zählwert größer als Drei ist. Dieser Zählwert wird verwendet, um die Anzahl von Malen zu bestimmen, die der Auswurf versucht worden ist. Wenn der Auswurf mehr als dreimal versucht worden ist, springt die Steuerung zu einem Block 576, um einen Fehler zu protokollieren und darauffolgende Operationen zu sperren, da es angenommen wird, daß das Laufwerk nicht in der Lage ist, die Kassette auszuwerfen. Wenn der Zählwert nicht größer als Drei ist, springt die Steuerung von dem Block 574 zu einem Block 578, welcher die Fertig-Flag überprüft. Wenn die Fertig-Flag nicht wahr ist, springt die Steuerung zu dem Block 562 zurück, um eine weitere Iteration des Auswurfs zu versuchen. Wenn die Fertig- Flag wahr ist, springt die Steuerung von dem Block 578 zu einem Block 580, welcher Fig. 7 aufruft, um die Finger um das Medium herum zu bewegen. Normalerweise sollte die ausge worfene Kassette die Finger aufgedrückt haben und bewirkt haben, daß sich die Kassette weit genug in die Beförderung bewegt hat, um zu bewirken, daß sich die Finger auf den Kerben in der Kassette schließen. Wenn die ausgeworfene Kassette jedoch nicht genug Energie hatte, um die Finger aufzudrücken, wird dieser Schritt durch schnelles Drücken der Finger in die Kassette dieselben um die Kassette herum bewegen, wodurch sie geöffnet werden und sich dann in den Kerben schließen. Die Steuerung springt dann zu einem Schritt 582, welcher das Medium in die Beförderung zieht, bevor zum Aufrufer zurückgekehrt wird.
Fig. 16 ist ein Diagramm einer Zustandsmaschine, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob in dem optischen Laufwerk ein Auswerfen aufgetreten ist. Bezugnehmend nun auf Fig. 16 bleibt die Auswurfzustandsmaschine normalerweise in dem Zustand Null 600, welcher der Rücksetzzustand ist. Die Zustandsmaschine kann durch Aktivieren der Variable START1 610 oder durch Aktivieren der Variable START2 612 in den Zustand Eins verändert werden. Welche dieser Variablen aktiviert werden wird, ist eine Funktion des Flußdiagramms von Fig. 15, das oben beschrieben wurde. START1 ist normalerweise aktiviert, um die Zustandsmaschine von dem Rücksetzzustand 600 in den Beschäftigt/Leerlauf-Zustand 601 zu bringen, wenn eine Auswurfoperation zum ersten Mal eingeleitet worden ist. Beim Neuversuchen einer Auswurfoperation wird START2 durch den Block 568 von Fig. 15 aktiviert, um die Zustandsmaschine direkt dazu zu bringen, den Auswurfzustand Zwei 602 zu aktivieren. Die Zustandsmaschine wird in dem Beschäftigt/Leerlauf-zustand 601 bleiben und 10 Millisekunden warten, um zu bestimmen, ob Beschäftigt aktiviert worden ist. Wenn für 10 Millisekunden kein Beschäftigt aktiviert worden ist, wird der Beschäftigt/Leerlauf-Zustand 601 in den Aktiviere-Auswurf-Zustand 602 umschalten. Der Beschäftigt/Leerlauf-Zustand 601 und alle anderen Zustände der Zustandsmaschine mit Ausnahme des Rücksetzzustands 600 überprüfen ein Zeitsignal, um den Gesamtbetrag an Zeit zu bestimmen, um den sich die Zustandsmaschine in einem anderen als dem Zustand Null be funden hat. Wenn die Gesamtzeit, um die sich die Zustandsmaschine in einem anderen Zustand als dem Zustand Null befunden hat, 10 Sekunden überschreitet, wird jeder der Zustände, die diese Situation erfassen, direkt zu dem Zeit-Aus-Zustand Fünf 605 springen. Der Aktiviere-Auswurf-Zustand 602 stellt das Auswurfanforderungssignal 404 (Fig. 12) ein, um das optische Laufwerk in eine Auswurfsequenz zu starten. Nach 250 Millisekunden schaltet der Aktiviere-Auswurf-Zustand 602 in den Warte-Auf-Auswurf-Semaphorezustand 603. Dieser Zustand überwacht das Lampensignal 406 (Fig. 12) und wartet auf das Lampensignal 406, ob es für mindestens 800 Millisekunden durchgehend aktiviert ist. Nachdem das Lampensignal 406 durchgehend 800 Millisekunden aktiviert worden ist, wird von dem Warte-Auf-Auswurf-Semaphorezustand 603 zu dem Kassetten-Entriegelungs- und -Auswurf-Zustand 604 übergegangen. Dieser Zustand wartet einfach eine Sekunde, damit das Laufwerk die Auswurfoperation vollendet und springt dann in den Rücksetzzustand Null 600.
Wie vorher erwähnt worden ist, überprüfen alle Zustände einen Zeitzähler, um zu bestimmen, ob die Gesamtzeit, die sich seit dem Zeitpunkt, zu dem die Auswurfzustandsmaschine den Zustand Null verlassen hat, akkumuliert hat, 10 Sekunden überschreitet. Wenn diese Gesamtzeit 10 Sekunden überschreitet, wird von dem Zustand, der diese Situation erfaßt, zu dem Zeit-Aus-Zustand Fünf 605 gesprungen, welcher einen Fehler sendet, bevor in den Rücksetzzustand Null 600 zurückgekehrt wird.
Nachdem somit ein gegenwertig bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist nun klar, daß die Aufgaben der Erfindung vollständig erreicht wurden, wobei es für Fachleute offensichtlich ist, daß viele Änderungen in Konstruktion und Schaltungsaufbau und stark unterschiedliche Ausführungsbeispiele und Anwendungen der Erfindung sich selbst ergeben, ohne vom Geist und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die hierin gegebene Offenbarung und die Beschreibung sind dazu bestimmt, veranschaulichend und nicht in irgendeinem Sinne begrenzend für die Erfindung zu sein, deren Schutzbereich durch die folgenden Ansprüche bestimmt ist.
Vp ist die zulässige Spitzengeschwindigkeit in Millimetern pro Sekunde.
Beschl. ist die verwendete Beschleunigung in Millimetern pro Sekunde pro Sekunde, wenn die Geschwindigkeit rampenförmig hoch/niedergefahren wird.
Y_Kraft ist die Sättigungsschwelle für das Y-Steuersystem in Pfund.
Z_Kraft ist die Sättigungsschwelle für das Y-Steuersystem in Pfund.
Strecke ist die maximale Strecke in Codiervorrichtungseinheiten EU (EU = Encoder Units), die während der Sättigung zurückgelegt wird. Codiervorrichtungseinheiten sind Zählwerte der Rückkopplung von der Wellencodiervorrichtung.
Gewinne sind die Steuerschleifengewinne, wenn die Sättigung durchgeführt wird, wie nachfolgend beschrieben ist.

Tabelle 1 Steuersystemparameter

Die Gewinnzahlen, die zur Kompensation in Steuerschleifen verwendet werden, lauten folgendermaßen:
Y_kp ist der Wert für Kp in der Y-Steuerschleifenkompensiervorrichtung.
Y_kv ist der Wert für Kv in der Y-Steuerschleifenkompensiervorrichtung.
Z_kp ist der Wert für Kp in der Z-Steuerschleifenkompensiervorrichtung.
Z_kv ist der Wert für Kv in der Z-Steuerschleifenkompensiervorrichtung.
Einheiten für Kp sind (PWM-Zähler) / (Codiervorrichtungseinheit der Position).
Einheiten für Kv sind Millisekunden.
Alle Werte sind aus Skalierungsgründen mit 256 multipliziert.

Tabelle 1 - Steuersystemparameter (Fortsetzung)

Warten

Y_kp - 110
Y_kv - 2048
Z_kp - 110
Z_kv - 1664

Translation

Y_kp - 110
Y_kv - 2048
Z_kp - 55
Z_kv - 1792

Tauchen

Y_kp - 220
Y_kv - 1357
Z_kp - 110
Z_kv - 1664

Kippen

Y_kp - 220
Y_kv - 1357
Z_kp - 55
Z_kv - 2560

Vertikale Bewegung

Y_kp = 110
Y_kv = 2048
Z_kp - 110
Z_kv = 2048

Claims

1. Ein Verfahren zum Einbringen einer Kassette (43) in ein optisches Laufwerk (26) eines Kassettenhandhabungssystems (24), mit folgenden Schritten:

(a) Positionieren (502) einer Beförderungseinrichtung des Kassettenhandhabungssystems (24) vor dem optischen Laufwerk (26);

(b) Positionieren (504) der Beförderungseinrichtung, um die Kassette (43) um eine erste vorbestimmte Strecke in das optische Laufwerk (26) zu positionieren;

(c) Messen einer Kraft, die der Positionierung entgegenwirkt (174Y, 174Z);

(d) wenn die entgegenwirkende Kraft eine vorbestimmte Schwelle überschreitet (304, 306, 506), Anhalten der Bewegung (310, 312, 314) und Protokollieren eines Fehlers (508);

(e) Einstellen eines Schrittzählwerts auf Null (510);

(f) Positionieren (512) der Kassette (43) um eine zusätzliche vorbestimmte Strecke in das optische Laufwerk (26);

(g) Hinzufügen eines vorbestimmten Werts zu dem Schrittzählwert (514);

(h) Messen einer Kraft, die der Positionierung (174Y, 174Z) entgegenwirkt;

(i) wenn die entgegenwirkende Kraft eine zweite vorbe stimmte Schwelle (516) übersteigt, Anhalten der Bewegung (310, 312, 314) und Protokollieren eines Fehlers (518);

(j) wenn das optische Laufwerk (26) keinen Beschäftigt- Status anzeigt (520), Fortsetzen mit Schritt (f);

(k) wenn der Beschäftigt-Status nicht für eine vorbestimmte Zeit (522) bestehen bleibt, Fortsetzen mit Schritt (f); und

(l) Positionieren (526) der Beförderungseinrichtung aus dem optischen Laufwerk (26).

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (1) ferner den Schritt des Neuberechnens der ersten vorbestimmten Strecke aufweist.

3. Ein Verfahren zum Entfernen einer Kassette (43) aus einem optischen Laufwerk (26) eines Kassettenhandhabungssystems (24), mit folgenden Schritten:

(a) Positionieren (552) einer Beförderungseinrichtung des Kasettenhandhabungssystems (24) vor dem optischen Laufwerk (26);

(b) Positionieren (554) der Beförderungseinrichtung an einer Position, um die Kassette (43) von dem optischen Laufwerk (26) aufzunehmen;

(c) Einstellen eines Zählers auf Null (556);

(d) Einstellen eines Fertig-Anzeigers auf Falsch (558);

(e) Signalisieren dem optischen Laufwerk (26), um die Kassette (43) auszuwerfen;

(f) Addieren von eins zu dem Zähler (562);

(g) wenn das optische Laufwerk (26) einen Fehler anzeigt (566), Signalisieren dem optischen Laufwerk (26), um die Kassette (43) auszuwerfen, und Fortsetzen mit Schritt (i);

(h) Einstellen des Fertig-Anzeigers auf Wahr (570);

(i) wenn der Zähler einen vorbestimmten Zählwert überschreitet (574), Protokollieren eines Fehlers und Anhalten der Bewegung (576);

(j) wenn der Fertig-Anzeiger Falsch ist, Fortsetzen mit Schritt (f) (578);

(k) Positionieren (580) der Beförderungseinrichtung, um die Kassette (43) zu greifen; und

(l) Entfernen (582) der Kassette (43) aus dem optischen Laufwerk (26).

4. Ein Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt (h) ferner folgenden Schritt aufweist:

(h1) Bewegen der Beförderungseinrichtung um eine vorbestimmte Strecke auf und nieder (572).