DE1187714B

DE1187714B - Einrichtung zum Nachfahren von Strichzeichnungen

Info

Publication number: DE1187714B
Application number: DEC17123A
Authority: DE
Inventors: Frans Brouwer; John Stuart Cheverton
Original assignee: Westinghouse Canada Inc
Current assignee: Westinghouse Canada Inc
Priority date: 1957-07-18
Filing date: 1958-07-04
Publication date: 1965-02-25
Also published as: CH372733A; GB885026A; FR1214876A

Description

Einrichtung zum Nachfahren von Strichzeichnungen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Nachfahren von Strichzeichnungen mit einer im Tastkopf angebrachten schwingenden Fotozelle.
Es sind Einrichtungen zum Nachfahren von Strichzeichnungen bekannt, bei denen der Tastkopf eine fotoelektrische Vorrichtung enthält, welche die Lichteindrücke beiderseits der abzutastenden Linie abwechselnd mißt und die Meßwerte auf einen Verstärker gibt, wo sie hinsichtlich Frequenz und Amplitude ausgewertet werden. Hierbei sind zwei Fotozellen oder zwei Lichtquellen vorgesehen, die mittels eines schwingenden oder rotierenden Spiegels oder eines schwingenden Spaltes abwechselnd zur Wirkung gebracht werden.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Abtasten einer Schablonenkante wird eine schwingende Fotozelle verwendet, die jedoch keine ständige Schwingung ausführt.
Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Einrichtung zum Nachfahren von Strichzeichnungen mit einer im Tastkopf angebrachten schwingenden Fotozelle dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozelle am Ende eines Schwinghebels befestigt ist, auf dem ein U-förmiger Dauermagnet sitzt, der seinerseits einem im Tastkopf befestigten E-förmigen Elektromagneten gegenübersteht. Auf diese Weise ergibt sich eine mechanisch sehr einfache, gedrängte und zuverlässige Anordnung, die sich im Dauerbetrieb bestens bewährt hat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Tastkopfes gemäß der Erfindung mit der zugehörigen Antriebsvorrichtung.
An einem Ende einer Montageplatte 7 ist der erfindungsgemäße Tastkopf drehbar befestigt. Etwa in der Mitte der Montageplatte befindet sich eine drehbare Antriebsvorrichtung 9 für ein Steuer 42, und am anderen Ende der Platte befindet sich eine Stellvorrichtung 10, die über Zahnräder 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 die Antriebsvorrichtung 9 und den Tastkopf 8 in gleicher Richtung dreht. Hierzu haben die Zahnräder 15 und 17, die an der Antriebsvorrichtung 9 bzw. dem Tastkopf 8 befestigt sind, gleichen Durchmesser.
Am unteren Ende des Tastkopfes befinden sich zwei Lampen 18 zur Beleuchtung der Strichzeichnung. Diese ist als dünne Linie 20 unterhalb des Tastkopfes angedeutet. Unmittelbar oberhalb der Lampen befindet sich im Tastkopf eine Optik 19. Der ganze untere Teil des Tastkopfes ist in einem Führungsrohr 21 untergebracht und relativ zu diesem mittels einer Stellschraube 22 verstellbar. Oberhalb der höchstmöglichen Stellung des unteren Teils des Tastkopfes befindet sich eine ringförmige Mattscheibe 23 und unmittelbar darüber eine Fotozelle 24. Die obere mattierte Fläche der Mattscheibe kann. durch eine seitliche Öffnung des Führungsrohres von außen beobachtet werden. So läßt sich mittels der Schraube 22 der untere Teil relativ zum Führungsrohr so lange verstellen, bis die Linie der Zeichnung 20 scharf auf die Mattscheibe abgebildet wird.
Die Fotozelle ist erfindungsgemäß nicht starr mit dem Führungsrohr verbunden, sondern an einem Schwinghebel 25 befestigt, der an einer Blattfeder 26 aufgehängt ist. Letztere erstreckt sich rechtwinklig zum Schwinghebel, und ihre Enden sind fest mit dem Führungsrohr verbunden. Diese Fotozelle ist so auf dem Schwinghebel befestigt, daß der von ihrer lichtempfindlichen Fläche beschriebene Bogen bei einer Schwenkbewegung des Schwinghebels die Ebene der oberen mattierten Glasfläche schneidet. Am anderen Ende des Schwinghebels 25 ist ein U-förmiger Dauermagnet 27 befestigt. Unmittelbar über diesem Dauermagneten befindet sich ein Elektromagnet 28 mit E-Kern, wobei die Wicklung auf dem mittleren Schenkel des Kerns angebracht ist. Die Linie, welche die Mitte der Polflächen des Elektromagneten verbindet, verläuft unmittelbar oberhalb und parallel zu der entsprechenden Linie des Dauermagneten. Beide Linien verlaufen rechtwinkelig zur Achse der Feder 26. Die Zuleitungen von der Fotozelle und dem Elektromagneten und auch von den Lampen sind sämtlich mit Schleifringen 30, 31 und 32 am oberen Ende des Tastkopfes verbunden, die über Schleifkontakte an die Klemmen 33, 34 und 35 angeschlossen sind.
Die Antriebsanordnung 9 ist in bekannter Weise ausgeführt. Sie weist ein Außenrohr 36 auf, das am Zahnrad 15 befestigt und drehbar in der Platte 7 gelagert ist. Am oberen Ende des Rohres befindet sich ein Motor 37, dessen Welle durch das Rohr nach unten geht, um das Steuerrad 42 über ein entsprechendes Getriebe anzutreiben.
Die Stellvorrichtung 10 besteht aus einem zweiphasigen Stellmotor 38 und einer Tachometermaschine 39, die sich auf einer gemeinsamen Welle befinden. Wenn die eine Phase des Stellmotors vom Netz gespeist wird, können Richtung und Geschwindigkeit des Motors durch die Phase und Amplitude der an der anderen Wicklung liegenden Spannung gesteuert werden. Die Tachometermaschine erzeugt eine Spannung, die proportional zur Drehzahl des Motors 38 ist.
Der Antriebsmotor 37 und der Elektromagnet 28 werden mit Wechselstrom konstanter Amplitude und Frequenz gespeist. Die Ausgangsspannung der Fotozelle 24 wird über einen selektiven Verstärker der zweiten Wicklung des Stellmotors 38 zugeführt, während die Ausgangsspannung der Tachometermaschine 39 auf den Verstärker gegengekoppelt wird.
Infolge der Speisung des Elektromagneten 28 sucht der Dauermagnet 27, dessen Polabstand demjenigen zwischen dem Mittelschenkel und einem Außenschenkel des Elektromagneten entspricht, abwechselnd mit der einen und anderen Seite des Mittelschenkels in Ausfluchtung zu kommen. Er schwingt also synchron mit dem Netzwechselstrom hin und her. Die damit verbundene Fotozelle bewegt sich in gleicher Weise über das auf der Mattscheibe scharf eingestellte Bild der Zeichnung 20 hin und her. So ergibt sich ein Wechselstrom in der Fotozelle, dessen Amplitudenverlauf von der Verschiebung der Linie gegen die Mitte des Tastkopfes abhängt. Hieraus läßt sich in bekannter Weise ein Steuersignal zum Nachführen des Tastkopfes gewinnen.
Um eindeutige Verhältnisse zu erzielen; sitzt die Fotozelle nicht in der Drehachse des .Testkopfes, sondern ist etwas nach hinten versetzt, so daß sie im Endeffekt wegen der Richtungsumkehr durch die Optik einen Punkt vor dem Tastkopf abtastet. Deshalb bewirkt eine Drehung des Tastkopfes eine Drehbewegung und Verschiebung der Abtastbahn um den Drehpunkt des Tastkopfes. So können auch Unstetigkeiten, z. B. eine scharfe Ecke in der abgetasteten Zeichnung, erfaßt werden.
Soll das mit dem Tastkopf verbundene Bearbeitungswerkzeug der gezeichneten Linie nicht unmittelbar folgen, sondern sich parallel dazu in einem vorgeschriebenen Abstand verschieben, so kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, daß dem Elektromagneten 28 eine Gleichstromkomponente zugeführt wird oder daß ein kleiner Dauermagnet neben dem Schwingmagneten so angebracht ist, daß das Schwingungszentrum sich verlagert. Statt dessen kann auch der Verstärker mit einer elektrischen Vorspannung betrieben werden.

Claims

Patentanspruch Einrichtung zum Nachfahren von Strichzeichnungen mit einer im Tastkopf angebrachten schwingenden Fotozelle, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Fotozelle (24) am Ende eines Schwinghebels (25) befestigt ist, auf dem ein U-förmiger Dauermagnet (27) sitzt, der seinerseits einem im Tastkopf befestigten E-förmigen Elektromagneten (28) gegenübersteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 847 353, 931026; deutsche Auslegeschrift L 18617 VIII b / 21 c (bekanntgemacht am 19. 4. 56); französische Patentschrift Nr. 924 779; USA.-Patentschriften Nr. 2 489 305, 2 594 716. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1043 466.