DE2647053C3 - Vorrichtung zum Bestimmen von Lage-Koordinaten auf einer Arbeitsfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen von Lagekoordinaten auf einer Arbeitsfläche mit einer ersten sich in einer Ebene parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden Gitterwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer ersten Koordinatenachse erstrecken, einer sich in einer zweiten Ebene parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden, der erster. Gitterwicklup.g eng benachbarten zweiten Gitterwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer zweiten Koordinatenachse erstrecken, wobei beide Gitterwicklungen koplanar zueinander liegen, und einem mit einer Induktionswicklung versehenen verschieblichen Meßfühler, der in einer zur Arbeitsfläche parallelen Ebene in beliebige Positionen bewegbar ist und ein induziertes Signal liefert, welches jeweils der Lage des Meßfühlers über der Arbeitsfläche entspricht

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der einleitend genannten Art die Genauigkeit zu vergrößern und zugleich auch den elektronischen Aufbau ganz wesentlich zu vereinfachen. Die bisher bekanntgewordenen sogenannten »data tablets« oder Digitalisatoren verwenden eine zweidimensionale Bezugsfläche, die einem Zeichentisch ähnlich ist, und einen Schreibstift oder einen Meßfühler, welche auf die zu digitalisierende, d. h. binär darzustellende X-y-Position gerichtet wird. Der Ausgang solcher Vorrichtungen ist eine digitale Darstellung der Analogen X-V-Position, die der Schreibstift oder die Sonde markiert.

Erfindungsgemäß wird obige Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Auf diesem Gebiet sind schon zahlreiche elektronische Schaltungen bekanntgeworden, welche über kleine Entfernungen mit mäßiger Genauigkeit, beispielsweise 0,01" über eine Fläche von 12 χ 12" und mit etwas größerer Genauigkeit über größere Entfernungen von beispielsweise 0,005" über eine Fläche von 60 χ 60" arbeiten. Das Verfahren nach Farrand ist generell eindimensional. Das aufwendige Bendix-Verfahren mißt Entfernungen nur incremental und ist daher mit Wiederholungsfehlern verbunden. In diesem Zusammenhang ist es Aufgabe der Erfindung, die vorerwähnten Nachteile ganz oder mindestens zum größten Teil auszuschalten.

Bei Farrand und Bendix werden zwei Bezugs-Gitter-

wicklungen und eine Meßfühlerwicklung verwendet. Die Hauptunterschiede zwischen den beiden vorerwähnten Verfahren liegen im Gitterabstand der Bezugsgitter und in der Gestalt des Meßfühlers. Es sei zunächst einmal das Bendix-Verfahren betrachtet, welches dem US-PS 36 47 963 entspricht. Die F i g. 1 der anliegenden Zeichnungen zeigt die Basisgitterwicklung, in der die vertikalen Leiterbahnen gleichmäßig verteilt sind und offensichtlich den Strom in entgegengesetzten Richtungen (auf oder ab) führen. Der übliche Meßfühler ist eine runde Spule, die in F i g. 1 in gestrichelten Linien angedeutet ist. Es kann entweder die Gitterwicklung oder die Meßfühlerspule das stromgespeiste Element sein. In dem dann nicht gespeisten Element wird ein Signal induziert, dessen Amplitude sich in Abhängigkeit von der Sonderposition ändert. In der Praxis wird nach dem Bendix-Verfahren die Sonde mit einem 3 kHz Sinus-Strom gespeist.

Eine Anordnung gemäß F i g. 1 kann verständlicherweise aus verschiedenen Gründen nicht ohne weiteres arbeiten. Der eine Grund hierfür liegt darin, daß in der gezeigten Relativlage keine reine Kopplung zwischen der Leiterbahn und der Sonde besteht. Dies hat verständlicherweise auch der Erfinder der US-PS 36 47 963 erkannt und deshalb eine zweite Gitterwick-

^b> lung vorgesehen, die gegenüber der ersten Gitterwicklung räumlich um 90° phasenversetzt angeordnet ist. Hieraus ergibt sich die in Fig.2 dargestellte Anordnung. Bei dieser Anordnung empfängt eine der

Wicklung stets von des Meßfühlers ein von null abweichendes Signal. Wenn man nun, wie von dem vorgenannten Erfinder vorgeschlagen, die Signale in geeigneter Weise kombiniert, entsteht ein zusammengesetztes Ausgangs-Signal, dessen Amplituden konstant sind und dessen Phase vorläuft oder zurückbleibt, wenn man die Meßfühlerwicklung bezüglich der F i g. 2 nach rechts oder links bewegt

Unglücklicherweise ist die Linearität der Phasenabhängigkeit von der Meßfühlerposition von der induzierten Signal-Amplitude in einer sich sinusförmigen ändernden Gitterwicklung abhängig und eine Funktion der Meßfühlerposition. In der Praxis trifft dies jedoch nicht zu, so daß das Meßverfahren mit systemeigenen Fehlern behaftet is:.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung einer besonderen Gitterwicklung, die so erregt wird, daß die Kopplung zwischen Gitter und Meßfühler so nahe wie erwünscht den sinusförmigen Änderungen angenähert wird. Ein solches Erregungsverfahren soll Stromverteilungs-Erregung genannt werden.

Ein Beispiel einer solchen Stromverteilung in einer Gitterwicklung gemäß Fig. 1, zeigt die Fig.3 der anliegenden Zeichnungen. Die in F i g. 3 eingezeichneten Pfeile geben nach Größe und Richtung den Strom in den Leiterbahnen der Gitterwicklung wieder. (In den F i g. 1,2,6 bis 8 und 10 sind die Leiterbahnen die jeweils senkrecht dargestellten Leiterabschnitte; die zugehörige Koordinatenachse verläuft stets unter 90° zu diesen Leiterabschnitten, d. h. in den Zeichnungen horizontal.) Die gestrichelte Linie entspricht der Hüllkurve der induzierten Singnalamplitude der Meßfühlerwicklung. Je nach der speziellen Ausbildung des Meßfühlers ergibt sich eine im wesentlichen dreieckige Wellenform, nicht aber die im Grunde erwünschte Sinusform.

Zwei Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäße Stromverteilungs-Erregung sind in den F i g. 4 und 5 dargestellt. Dies-e Wellenformen ergeben sich mit Gitterwicklungs-Schemen, wie sie die F i g. 6 und 7 wiedergeben. Fig.6 und 7 lassen erkennen, daß die Leiterbahnen der Gitterwicklungen gleichmäßig verteilt sind. F i g. 6 verwendet sechs Leiteroahnen je Periode und die F i g. 7 vier Leiterbahnen je Periode. Im Grunde kann jedoch auch ein nicht gleichförmiger Leiterbahnenabstand gewählt werden, wie dies die F i g. 8 zeigt. Ein solches Gitterwicklungs-Schema führt zu einer Stromwelle, wie sie in Fig.9 wiedergegeben ist. Die Strom-Amplituden können nach Wunsch gewählt werden. Die dargestellten Ausführungsformen haben sich als brauchbar erwiesen, da sie sich sehr einfach weiterverarbeiten lassen. Es kann jedoch auch erwünscht werden, andere Leiterbahnenverteihngen zu wählen, um sich einer speziellen Meßfühlerkonfiguration anzupassen, oder auch aus anderen Gründen.

Verglichen mit anderen vorbekannten Verfahren zur Durchführung einer elektronischen Präzisionsdigitalisierung gibt die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, die Erreger- und Detektor-Schaltkreise wesentlich einfacher herzustellen. Wie die nachfolgende Beschreibung zeigt, läßt sich die Schaltungsanordnung mit digitalen Schaltkreisen und einem Minimum von analogen Schaltungen zusammenstellen.

Prinzipiell kann jede beliebige Phasenzahl von mehr als eins gewählt werden. Die Praxis zeigt jedoch, daß die Anlalogschaltung bei steigender Phasenzahl weniger kritisch wird. Als Beispie! wird nachfolgend ein Fünfphasensystem beschrieben. Jede dieser fünf Phasen benötigt eine getrennte Gitterwicklung, die beispielsweise so ausgebildet sein kann, wie es die F i g. 6 und 7 zeigen. Der Grundgedanke ist jedoch einfacher zu erkennen, wenn man lediglich zur Erläuterung von der Wicklung gemäß F i g. 1 ausgeht und dabei berücksichtigt, daß man eine höhere Genauigkeit erreichen kann durch die erfindungsgemäße Stromverteilungs-Erregung. So zeigt beispielsweise die Fig. 10 fünf Gitterwick lungen der F i g. 1, die in einem entsprechenden Abstand angeordnet sind, damit sie 5-phasig erregt werden können. Jede Gitterwicklung wird über einen Stromquellen-Schalter-Impulsgeber erregt, wobei das Einschalten so geschieht, wie es in dem Diagramm der F i g. 11 angegeben ist Das Diagramm der F i g. 11 zeigt untereinander die fünf Phasenwicklungen A bis £ Die Abzisse dieses Diagramms ist die Zeitachse. Die durchgezogenen horizontalen Linien geben die Zeit an, in der die einzelnen Phasenwicklungen erregt werden.

Die Erreger-Wellenformen werden nach einer geeigneten Wiederholungsfrequenz ein- und ausgeschaltet. Eine Periode dieser Wiederholungsfrequenz ist in n-Teile(im dargestellten Beispiel 10) unterteilt, wobei η dem Doppelten der Gitterwicklungen entspricht Wie F i g. 11 erkennen läßt werden die Stromquellen der Reihe nach für die Hälfte einer Wiederhoiungsperiode eingeschaltet und bleiben dann genauso lange anschließend ausgeschaltet. Die Meßfühlerwicklung, in welcher diese Stromim-

jo pulse induziert werden, bilden eine Pulsfolge nach dem Induktionsgesetz mit dem Differentialquotienten ab.

Das heißt die in der Meßfühlerwicklung erzeugte Spannung ist U = K · ■%■ Das zeitliche Ansprechen einer solchen Meßfühler wicklung als Funktion ihrer Lage innerhalb einer Gitterperiode ist in der F i g. 12 dargestellt. In F i g. 12 ist die horizontale Achse wiederum die Zeitachse. Senkrecht dazu sind die Impulsfolgen für die einzelnen Meßfühlerpositionen innerhalb der Gitterwicklungspe riode aufgetragen. Es ist erkennbar, daß die Meßfühler wicklung stark auf die Leiterbahn anspricht, welche ihr am nächsten gelegen ist. Das Ansprechen der Meßfühlerwicklung fällt jedoch stark ab, wenn es sich um Leiterbahnen handelt, die weiter von der Meßfühler wicklung entfernt sind. Wenn man somit die Meßfühler wicklung entlang der Gitterwicklungsoberfläche bewegt, wandert eine Pulsfolge in entsprechender Zeit mit. Diese Pulsfolge läßt sich mit einfachen Analog-Schaltkreisen verarbeiten, um ein Signal zu erzeugen, welches die Meßfühlerlage innerhalb einer Gitterwicklungsperiode markiert.

Die vorstehende Diskussion erläutert das Grundprinzip für die Messung innerhalb einer Gitterwicklungsperiode in einer Dimension. Eine zweite Dimension kann man dadurch beherrschen, daß man eine zweite Gitterwicklungsanordnung vorsieht. Sofern man die Meßfühleranordnung mit kreisförmiger Symmetrie ausbildet, kann man mit ihr die Erregungswellenformen in beiden Gitterwicklungen erfassen. Hier lassen sich

w) bekannte time-sharing-Verfahren zur Anwendung bringen, um Verwechslungen zwischen den Signalen der zwei Gitteranordnungen zu vermeiden.

Mit geeigneten periodenzählenden Logikbausteinen kanr das vorerwähnte Verfahren ausgenutzt werden,

-·■"> um einen brauchbaren Digitalisator herzustellen, der eine beliebige Anzahl von Gitterperioden in beiden Dimensionen hat. Hier ergibt sich jedoch der gleiche Nachteil, den auch viele inkremental arbeitende

Systeme haben, nämlich daß man nicht bestimmen kann, auf welche Gitterperiode der Meßfühler zeigt, sofern man nicht die Perioden von einem O-Bezug punkt aus zählt. Daher ist es immer erforderlich, den Meßfühler wieder nach dem O-Bezugspunkt neu auszurichten und auf d<t interessierende Lage zurückzuführen, wenn eine Stromunterbrechung auftritt, die von der Gitteroberfläche abgehoben wird oder wenn irgend ein logischer Baustein momentan ausfällt.

Um diese Nachteile der inkrementalen Digitalisierungstechnik zu überwinden, wird nachfolgend eine grobe Lage-Messung durchgeführt, zu der sich die gleichen elektronischen Bausteine verwenden lassen. Dies wird nachfolgend beschrieben. Um diese grobe Lage-Messung durchzuführen, wird für jede Dimension zusätzlich ein sehr einfaches Gitterwicklungs-System benötigt. Jedes dieser groben Wicklungs-Systeme enthält etwa In parallele Leiterbahnen, wobei η die Anzahl der Gitterwicklungsperioden in der Präzisionsgitterwicklungs-Anordnung ist. Falls beispielsweise das Präzisions-Gitterwicklungs-System eine typische Periodenabmessung von 1" hatte, verwendet man für das grobe Gitterwicklungs-System nur 2 Leiterbahnen je Zoll. Diese Leiterbahnen können bezüglich ihrer örtlichen Anbringung relativ große Toleranzen, beispielsweise plus/minus 0,1" gegenüber der korrekten Lage haben.

Ein Blockschaltbild des Grobmessungs-Gittersystems für eine Achse zeigt die F i g. 13. Für diese beispielsweise Ausführungsform können bekannte Wähl- und Schaltkreise verwendet werden. Besonders brauchbar erscheinen jedoch Schaltungen für Magnetkernspeicher. Dieses Konzept erfordert, daß jede der Leiterbahnen getrennt von den anderen mindestens einmal mit einem Stromimpuls erregt wird. In dem Blockschaltbild der F i g. 13 sind folgende Bauelemente dargestellt:
ein Impulsverstärker 1,
zwei Wählkreise 2 und 3,
ein Adressen-Register 4 und
eine Stromimpulsquelle 5.

Die zu versorgenden Leiterbahnen tragen das Bezugszeichen 6 und der Meßfühler das Bezugszeichen 7.

Mit einfachen Worten gesagt, bezeichnet die Adresse der Leiterbahn 6, die zu einem Ansprechen auf die Stromimpulse des Verstärkers 1 führt, die grobe Stellung des Meßfühlers 7. In der Praxis ist es jedoch wahrscheinlich, daß mehrere einander benachbarte !.eiterbahnen 6 ein Ansprechen auf Impulse verursachen. Daher müssen besonders Vorkehrungen getroffen werden, damit lediglich eine Adresse ausgewählt wird. Jn dem nachfolgend zu beschreibenden System wurde die unterste Adresse ausgewählt, da hierdurch der schaltungsmäßige Aufwand vereinfacht wird. Andere Vereinbarungen bezüglich der auszuwählenden Adresse sind selbstverständlich ebenfalls möglich.

Es ist jetzt ferner erforderlich, eine die Mehrdeutigkeit beseitigende Logikschaltung zu verwenden, mit welcher die Grobmessung mit der Feinmessung der Präzisions-Gitterwicklungs-Anordnung korreliert wird. Andernfalls könnten falsche Meßreihen entstehen, wie beispielsweise: 11996, 11997, 12 998, 12 999, 12 000, 12 001, wenn die richtige Folge lauten sollte: 11 996, 11 997,11 998,11 999,12 000,12 001. Es handelt sich hier um ein bekanntes Problem in grob/fein-Meßsystemen und es gibt bereits viele Lösungsverfahren für die Ausschaltung vorstehender Fehler. Für die Erfindung reicht es nunmehr aus, zwei grobe Leiterbahnen je Fein-Periode vorzusehen, um eine ausreichende redundante Information zu gewinnen, mit der sich das Problem lösen läßt.
Bei dieser Grob-Messung werden nun erfindungsgemaß Techniken mehrerer technischer Disziplinen kombi.iiert, um bei der absoluten Digitalisierung auf elektrischem Wege ein Problem zu lösen, das bisher noch nicht gelöst wurde.

Die Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen von Lage-Koordinaten. In der Zeichnung sind in auseinandergezogener Darstellung vier voneinander getrennte Gitterwicklungen 11, 12, 13, 14 dargestellt. Diese vier Gitterwicklungen sind in der Praxis so ausgebildet, daß sie eng beieinander und copianar zueinander liegen. Die feine A'-Gitterwicklung 13 und die feine V-Gitterwicklung 14 enthalten ein System von mit gleichem Abstand zueinander parallel angeordneten Leiterbahnen 23, 24. Diese Leiterbahnen sind so zusammengeschaltet, daß fünf Wicklungen entstehen, wie sie schematisch in F i g. 7 angegeben sind. Diese Wicklunger· sind voneinander getrennt entsprechend dem Grundgedanken gemäß F i g. 10. Bei der nachfolgend zu beschreibenden Logikschaltung sei angenommen, daß 1 feine Gitterperiode gleich 1 Längeneinheit, beispielsweise gleich 1" ist. Die groben X- und y-Gitterwicklungen 11, 12 sind nach dem in Fig. 13 dargestellten Prinzip aufgebaut. Jede Gitterwicklung besteht aus parallelen Leiterbahnen 21,22, die voneinander etwa 0,5" entfernt sind. Die Logikschaltung ist so aufgebaut, daß in X- und y-Richtung Dimensionen bis zu 499" digitalisiert werden können. Dies ist wesentlich mehr als es für die meisten Anwendungen erforderlich ist Das erfindungsgemäße Konzept setzt jedoch keinerlei Grenzen bezüglich der Abmessungen.

Bei den in Fig. 14 als Rechtecke dargestellten elektronischen Bausteinen handelt es sich um folgende:

Der Taktimpulsgeber 31 versorgt das gesamte System mit hochfrequenten Taktimpulsen. Im Beispiel sei angenommen, daß die Taktfrequenz 5 MHz beträgt.

Diese 5 MHz-Impulse erreichen über die Leitung 32 die Zählersteuerung 33 und über die Leitung 34 den Frequenzteiler 35.

Der Frequenzteiler 35 liefert proportionale Anteile der dort eingespeisten Frequenz, und zwar zur Leitung 36 eine Impulsfrequenz von 5 kHz, in die Leitung 36 eine Impulsfrequenz von 50 kHz und in die Leitung 38 eine Impulsfrequenz von 5OkHz. Die Ausgänge des Frequenzteilers, deren Frequenzen nur als Beispiele

so anzusehen sind, dienen der gewünschten Meßauflösung und dem Ausgangszahlsystem. Im dargestellten Beispiel ist angenommen, daß die Auflösung 0,001" beträgt und daß ein dezimales Zahlensystem verwendet wird.

Die Leitung 36 führt zur Sequenz-Steuerung 39, welche für den zeitlich korrekten Ablauf der Steuerbzw. Erregervorgänge sorgt So sorgt die Sequenz-Steuerung 39 dafür, daß jeweils nur eine der Gitterwicklungen zur Zeit erregt wird. Die Ausgangsleitungen 40 bis 43 der Sequenz-Steuerung 39 sorgen für das r'nschalten der Erregungen für die Gitterwicklungen .Y-fein, V-fein, X-grob, V-grob. Außerdem sorgt die Sequenz-Steuerung 39 für die Übertragung der Lageinformationen aus dem Lagezählwerk 44, welches über die Leitung 45 mit den als Ausgang zu betrachtenden sechsstelligen A¹-Lageregister 46 und K-Lageregister 47 verbunden ist.

Die Zählersteuerung 33 sorgt dafür, daß das Lagezählwerk 44 bei Beginn eines Meßzyklusses

gelöscht wird und daß dann in das Lagezählwerk 44 Taktimpulse eingeleitet werden, bis ein Grob- oder Fein-Stopimpuls über die Leitung 48 aus der Sequenz-Steuerung 39 empfangen wird.

Die Zählersteuerung 33 ist über die Leitung 49 mit dem beispielsweise dreistelligen dezimalen Zählwerk 44 verbunden.

Bei den X- und Y-Lageregistern 46 und 47 handelt es sich um statische digitale Register, die bestimmte Zahlwerte festhallen können, damit diese anschließend zur Anzeige gebracht oder zu irgendwelchen weiteren Vorrichtungen weitergeleitet werden können.

Der Meßfühler 7 ist über eine Leitung 50 mit dem Impulsverstärker 1 verbunden, welcher den Ausgang der Meßfühlerwicklung 7 nach einer entsprechenden Verstärkung in die Leistung 51 zur Zählersteuerung 33 und in die Leitung 52 zu einem linearen Filter-Verstärker 53 weiterleitet.

Der lineare Filter-Verstärker 53 liefert über eine Leitung 54 eine 5 kHz-Sinuswelle in den Nulldurchgangs-Detektor 55. In der Leitung 54 entsteht aus der in Fig. 10 dargestellten Impulsfolge eine Wellenform, welche die Amplituden-Enveloppe der Impulsfolge wiedergibt. Auch in diesem Falle ist die Frequenz von 5 kHz als Beispiel zu werten.

Der Nulldurchgangs-Detektor 55 ist über eine Leitung 56 mit der Zähler-Steuerung 33 verbunden. Im Nulldurchgangs-Detektor 55 wird jedesmal dann ein Impuls erzeugt, wenn in einer sich wiederholenden Wellenform ein bestimmtes Merkmal erneut auftritt. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Nulldurchgang der Amplitude in positiver Durchlaufrichtung handeln.

Die Leitungen 38 und 42 führen zur X-Grob-Wählermatrix 57.

In entsprechender Weise führen die Leitungen 38 und 43 zur K-Grob-Wählermatrix 58. Bei den beiden vorerwähnten Wählermatrizen 57 und 58 handelt es sich um eine Schaltvorrichtung mit einer Veilzahl von Ausgängen, die einen Ausgang nach dem anderen im Synchronismus mit einem Eingang-Taktimpuls speist. Bei diesen Eingangs-Taktimpulsen ist beispielsweise von einer Frequenz von 50 kHz ausgegangen.

Zwischen den Leitungen 37 und 40 einerseits und der X-Fein-Gitterwicklung 13 andererseits liegt ein AT-Fein-Stromschalter 59. In entsprechender Weise ist zwischen den Leitungen 37 und 41 einerseits und der V-Fein-Gitterwicklung 14 andererseits ein V-Fein-Stromschalter 60 vorgesehen. Die beiden Stromschalter 59 und 60 haben (im gewählten Beispiel) fünf Schaltausgänge, die der Reihe nach in Synchronismus mit einem Eingangs-Taktsignal den Erregerstrom für eine vorbestimmte Zeit ein- oder ausschalten, damit eine Stromverteilungserregung entsteht, wie sie beispielsweise die F i g. 11 zeigt

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Es sei in diesem Beispiel angenommen, daß die Sequenz-Steuerung 39 in einer nicht endenden sich immer wiederholenden Folge für vier Messungen sorgt

Andere Folgen sind ebenfalls denkbar. Ein jeder Schritt einer Folge kann beispielsweise einen oder mehrere Intervalle der 5 kHz Impulse, welche über die Leitung 36 vom Frequenzteiler 35 kommen, enthalten. Eine Mehrzahl von Intervallen kann erforderlich werden, um sicher zu stellen, daß die Analogen-Schaltglieder in stationäre Wechselstrom-Zustände gelangen, nachdem alle Gitterwicklungs-Erregerperioden einmal angelaufen sind. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß bei jedem Schritt einer Folge 10 der 5 kHz-Perioden abgelaufen sind. Auch sei angenommen,

ίο daß die Meßfolge wie folgt abläuft: (1) X-Fein, (2) A¹GrOb, (3) V-Fein, (4) K-Grob.

Bei der X-Fein-Sequenz laufen die A"-Fein-Stromschalter 59 über zehn Erregungsperioden bei einer Frequenz von 5 kHz. Während der zehnten Erregungsperiode beginnt das Lagezählwerk 44 mit 000 und läuft dann bis ein Fein-Stop-Impuls empfangen wird. Dies geschieht zu irgendeinem Zeitpunkt zwischen den Zählungen 000 und 999 als Funktion der Sondenstellung. Am Ende der zehnten Erregerperiode wird der jeweils im Lagezählwerk 44 gespeicherte Wert weitergeleitet zu der kleinsten Stelle des X- Lageregisters 46, worauf dann das Lagezählwerk 44 wieder gelöscht wird.

Die X-Grob-Folge kann ebenfalls aus zehn Perioden der 5 kHz-Frequenz des Frequenzteilers 35 bestehen.

Hierdurch steht ausreichend Zeit zur Verfugung für die A"-Grob-Wähiermatrix 57 1000 Gitterlinien (500") der Reihe mit 50 kHz mit Impulsen zu versorgen. Während diese Impulsversorgung abläuft, läuft auch das Lagezählwerk 44 mit 25 kHz, bis ein Grob-Stop-Impuls empfangen wird. Zu diesem Zeitpunkt enthält das Lage-Zählwerk eine Angabe über die Stellung des Meßfühlers 7 bezüglich des nächstgelegenen Zoll-Wertes. (Eine die Mehrdeutigkeit beseitigende Logikschaltung in der Zählersteuerung 33 koordiniert die Grob- und Fein-Zählungen, um fehlerhafte Angaben zu vermeiden, d. h. um eine Angabe von beispielsweise 12 997 zu unterdrücken, wenn 11 997 richtig ist). Am Ende der X-Grob-Folge wird der gespeicherte Wert des Lage-Zählwerks 44 in die höheren Stellen des λ"-Lageregisters 46 eingeleitet, um dann anschließend das Lage-Zählwerk 44 wieder zu löschen. Zu diesem Zeitpunkt des Meßverlaufs ist die A"-Lage des Meßfühlers 7 vollständig festgelegt.

Die K-Lage des Meßfühlers 7 läßt sich dann in zwei weiteren Folgen von Steuerstufen durchführen. Dies geschieht in analoger Weise zu der vorstehenden Beschreibung bezüglich der X-Koordinate.

Die vom Lagezählwerk 44 kommende Leitung 45 dient zum Einspeichern der entsprechend erfaßten

so Koordinatenwerte in alle vorgesehenen Stellen der X- und K-Lageregister 46 und 47, die entsprechender Weise an die Leitung 45 angeschlossen sind. Damit die entsprechenden Werte jeweils an der richtigen Stelle gespeichert werden, sind zwischen der Sequenz-Steuerung 39 und den Registern 46 und 47 vier Ladeleitungen 61 bis 64 vorgesehen. Diese Leitungen 61 bis 64 signalisieren den Registern 46 und 47 zu den entsprechenden Zeitpunkten die Registerstelle, an der eine Einspeicherung vorzunehmen ist Leitung 61 meldet ^f-Grob, Leitung 62 XFein, Leitung 63 y-Grob und Leitung 64 K-Fein.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bestimmen von Lagekoordinaten auf einer Arbeitsfläche mit einer ersten sich in einer Ebene parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden Gitterwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer ersten Koordinatenachse erstrecken, einer sich in einer zweiten Ebene parallel zur Arbeitsfläche erstreckenden, der ersten Gitterwicklung eng benachbarten zweiten Gitterwicklung, deren Leiterbahnen sich senkrecht zu einer zweiten Koordinatenachse erstrecken, wobei beide Gitterwicklungen koplanar zueinander liegen, und einem mit einer Induktionswicklung versehenen verschieblichen Meßfühler, der in einer zur Arbeitsfläche parallelen Ebene in beliebige Positionen bewegbar ist und ein induziertes Signal liefert, welches jeweils der Lage des Meßfühlers über der Arbeitsfläche entspricht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die beiden Gitterwicklungen (13,14) sind in sich regelmäßig wiederholende Leiterbahnengruppen (A-E)unterteilt, in der die Leiterbahnen (23, 24) jeweils mit vorgegebenem Abstand parallel zueinander verlaufen;

b) die Gitterwicklungen (13, 14) sind an einen Impulsgeber (31) angeschlossen, dessen Strom in vorgegebener Weise auf die Leiterbahnen (23, 24) der einzelnen Leiterbahnengruppen (Vl-E^aufgeteiltist;

c) Leiterbahnenabstand und Stromverteilung sind so gewählt, daß sich das resultierende Magnetfeld etwa sinusförmig a!s Funktion der Verschiebung entlang der sich senkrecht zu den Leiterbahnen erstreckenden Koordinatenachse ändert und eine Periode jeweils einer Leiterbahnengruppe (A -^entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gitterwicklungen (13, 14) als Mehrphasenwicklungen ausgebildet sind und ein Impulsgeber (31) vorgesehen ist, welcher in zeitlich festgelegter Folge den einzelnen vielphasigen Wicklungen nacheinander Stromimpulse zuführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in paralleler Anordnung zur ersten und zweiten Gitterwicklung (13,14) mit einer geringeren Anzahl von Leiterbahnen (21, 22) versehene dritte und vierte Gitterwicklungen (11, 12) vorgesehen sind, in denen sich ebenfalls in Gruppen (A-E) aufgeteilte und aus einem Impulsgeber (31) gespeiste Leiterbahnen (21, 22) parallel zu den Leiterbahnen (23, 24) der ersten bzw. zweiten Gitterwicklung (13, 14) über gleiche Weglängen erstrecken, damit im Meßfühler (7) durch die dritten und vierten Gitterwicklungen (11, 12) ein Signal induziert wird, mit dem sich die Mehrdeutigkeit der Lagebestirnmung beseitigen läßt.