DE69005499T2

DE69005499T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung der augenblicklichen Stellung von von einem Schrittmotor angetriebenen mechanischen Teilen.

Info

Publication number: DE69005499T2
Application number: DE69005499T
Authority: DE
Inventors: Francis Chevillon; Claude Martin
Original assignee: Secap SA
Current assignee: Secap SA
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1990-03-21
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: US4999616A; FR2645267B1; EP0390649A1; CA2012713A1; CA2012713C; EP0390649B1; FR2645267A1; DE69005499D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1) Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein die Erkennung der augenblicklichen Stellung mehrerer mechanischer Teile, die imstande sind, schrittweise mittels eines Schrittmotors linear versetzt zu werden.
In einer spezielleren Weise betrifft die Erfindung ganz besonders die Frankiermaschinen, die Loch- bzw. Zahnschienen zur Festlegung des Wertes aufweisen, die auf der Druckwalze angeordnet sind.
Es ist wesentlich, sich zu versichern, daß die eigentliche Lage der Zahnschienen, von denen der aufgedruckte Wert abhängt, tatsächlich die gewählte Lage ist.

2) Stand der Technik

Im Fall von Frankiermaschinen, wo das Festsetzen des Wertes mit Hilfe von Rändelrädern durchgeführt wird (siehe das Dokument US-A-4 090 063), ist die Gefahr des Fehlers nicht sehr hoch; man kann dieses Problem der Erkennung mit Hilfe von magnetischen Aufnehmern lösen, die die Druckwalze oder ihre Welle umgeben und die Erfassung während einer Umdrehung der genannten Walze vornehmen; die Druckanweisung wird nur dann gültig gemacht, wenn die Erkennung positiv ist.
Bei den mehr vervollkommneten Frankiermaschinen jener Art, die das Dokument US-A-4 723 486 beschreibt, dessen Lehre durch die Bezugnahme hier aufgenommen ist, findet die Werteinstellung mit Hilfe einer Tastatur statt. Es ist nun notwendig, eine Schnittstelle zwischen der Tastatur und den Zahnstangen zu haben; diese Schnittstelle ist von einem Schrittmotor gebildet, der die Wahl der Zahnstange (Selektion) und ihre mechanische Verschiebung in eine Lage gestattet, die abhängt von der Ziffer, die zwischen 0 und 9 liegt und auf der Tastatur für die betreffende Zehnerstelle gewählt wurde (Indexierung).
In einer solchen Maschine, wo viele, verhältnismäßig unzuverlässige Elemente in der Kette in Wirkung treten, die das Festsetzen des neuen Wertes durch die Bedienungsperson init den Stellungen verbindet, die tatsächlich von den Zahnstangen eingenommen werden, stellt sich das Problem einer Erkennung, einer Bestätigung der Lagen der Zahnstangen mit erhöhtem Nachdruck. Außerdem macht es die Wahrscheinlichkeit einer Störung wünschenswert, diese Kennung mit den kürzesten Verzögerungen nach der Wertfestsetzung zu bewirken, und in jedem Fall, bevor man die Druckwalze in Drehung versetzt. Infolge dieser Tatsache ist es nicht möglich, in einer Maschine dieser Art einfache magnetische Aufnehmer zu benutzen, deren Erfassungsprinzip insgesamt auf der Versetzung der zu erfassenden Objekte begründet ist.
Man hat im Dokument US-A-4 224 603 (= FR-A- 2 354 592) eine absolut wirksame Auffindung der Zahnstangen vorgeschlagen. Indessen erfordert diese Auffindung für jede Zahnstange die Anwesenheit mehrerer Näherungsfühler, die neben der betreffenden Zahnstange liegen. Die Gesamtheit der Fühler und ihre Verdrahtung nimmt demnach unterhalb der Zahnstangen einen nicht vernachlässigbaren Raum ein, den verringern zu können, erfreulich wäre.
Man kennt im übrigen dank des Dokuments GB-A- 2 194 842 eine Vorrichtung, die die Auffindung einer einzigen Zahnstange dank eines Satzes von Schlitzen gestattet, die auf der Bewegungsbahn zweier Lichtbündel angeordnet sind. Da es notwendigerweise beiderseits der betroffenen Zahnstange zweier Strahlensender und zweier Strahlenempfänger bedarf, versteht man, daß die Heranziehung eines solchen Systems bei einer Maschine mit vier Zahnstangen, wie es der häufigste Fall ist, ein wesentliches Volumen mit sich bringt, und zwar entweder in der Breite oder in der Höhe, je nach der Vorrichtung, die man heranzieht.
Schließlich muß man das Dokument CH-A-386 454 in Erinnerung rufen, das nicht die Erkennung der Stellung von Teilen mit geradliniger Versetzung, sondern die von schwenkenden Teilen betrifft, wie Schreibmaschinentasten. Das Erkennungssystem ist auf der Verdunkelung einer Anzahi paralleler Strahlen durch eine kodierte Blende während des Absenkens einer Taste begründet. Ein solches System gestattet die gleichzeitige Erkennung der Lage nur einer Taste und kann nicht zur Erkennung der Lage benachbarter Zahnstangen mit linearer Versetzung angepaßt werden, die gleichzeitig die Anzahl von Strahlen abdecken und die Erkennung der kodierten Filter stören würden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Zweck der Erfindung ist es demnach, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur Erkennung vorzuschlagen, die nicht die oben genannten Unzulänglichkeiten aufweisen und insbesondere eingerichtet sind für eine Frankiermaschine des in Betracht gezogenen Typs.
Die Erfindung erreicht ihren Zweck, indem sie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung der augenblicklichen Stellungen mehrerer benachbarter mechanischer Teile vorschlägt, die imstande sind, linear schrittweise mittels eines Schrittmotors zwischen einer Ausgangsstellung und einer Ankunftsstellung versetzt zu werden, gemäß den beigefügten Ansprüchen 1 und 5, deren Oberbegriff auf der US-A-4 224 603 beruht.
Somit schlägt die Erfindung einen statischen optischen Fühler für die Stellung der mechanischen Teile vor.
Unter "Strahlungs-Änderungsmarkierungen" versteht man ein Organ, das imstande ist, sich während der Versetzung des mechanischen Teils, mit dem es verbunden ist, in das Strahlenbündel hinein zu verlagern, das von einem gegebenen Sender her ausgesandt und gegen seine zugeordneten Empfänger gerichtet ist, und die auf dem Empfänger empfangene Strahlung in einer erfaßbaren Weise zu modifizieren. Allgemein werden die Markierungen einfach opak sein, so daß die beobachtete Modifizierung eine Abwesenheit der Strahlung sein wird. Die Markierungen könnten in gleicher Weise Reflektoren sein; es wird somit verständlich, daß die Anordnung von Sendern und Empfängern "beiderseits" der Stellungen der Markierungen nicht streng geometrisch interpretiert werden darf, sondern vielmehr begründet ist auf der Bahn des Strahl vor und nach seinem Einfall auf die Markierung.
Die benutzte Strahlung wird vorteilhafterweise eine Lichtstrahlung sein, die beispielsweise durch Leuchtdioden emittiert ist.
Somit sind gemäß der Erfindung, die besonders gut an Frankiermaschinen angepaßt ist (wobei die beweglichen Teile ihre Zahnstangen zur Werteinstellung sind), die Markierungen aller Teile auf derselben Strahlungsbahn jedesmal dann ausgerichtet, wenn sich die Teile in analogen Stellungen befinden. Eine solche Anordnung gestattet einen beträchtlichen Platzgewinn in Höhe der unmittelbaren Umgebung der Druckwalze.
In dieser Anordnung ist jedoch die Übereinstimmung zwischen der Gesamtanzeige, die von den Empfängern geliefert wird, und der tatsächlichen Lage der Zahnstangen nicht mehr eindeutig: zwei unterschiedliche Stellungen der Gruppe beweglicher Teile können in bestimmten Ausbildungen ein und dieselbe Ablesung durch den optischen Fühler liefern.
Deshalb umfaßt in dem Fall, in dem eine solche Zweideutigkeit einen Nachteil bilden könnte, und dies ist sehr wohl der Fall bei Frankiermaschinen, die Vorrichtung der Erfindung Mittel zum Überwachen der bewirkten Erkennung.
Das Prinzip dieser Mittel ist es, daß man Stück für Stück die Kennungen in allen Zwischenstellungen zwischen der Ausgangs- und der Ankunftsstellung bewirkt. Je mehr man Zwischenerkennungen bewirkt, desto weniger besteht verständlicherweise die Gefahr, daß alle diese Kontrollen genau auf zweideutigen Situationen beruhen und daß am Ende mehrerer Kontrollen eine Fehlfunktion unentdeckt bleibt.
Zur ergänzenden Sicherheit weisen die Kontrollmittel in gleicher Weise Mittel auf, die das schrittweise Vorwärtsbewegen des Motors kontrollieren, mindestens in Gruppen einer vorbestimmten Anzahl von Schritten.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind Initialisierungsmittel für die mechanischen Teile für eine Bezugsstellung vorgesehen, die auf einen negativen Kontrollvorgang hin wirksam werden, der durch die Kontrollmittel bewirkt wurde. Der Vorgang der Versetzung der Teile in die Ankunftsstellung kann nun, ausgehend von dieser Bezugsstellung, wieder stattfinden, für welche man wieder die Übereinstimmung zwischen der tatsächlichen Stellung und der vom optischen Fühler abgelesenen Stellung herstellen konnte.
Die unterschiedlichen Erkennungs- und Kontrollmittel umfassen eine geeignete Software, die die verschiedenen Operationen steuert, die im einzelnen nachfolgend noch beschrieben werden, wobei die Ausführung einer solchen Software aufgrund der Angaben, die weiter oben und nachfolgend gemacht wurden innerhalb des unmittelbaren Bereichs des Fachmanns liegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Andere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung. Es wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, in welchen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Schlagschattenfühlers nach der Erfindung ist,
Fig. 2 ein allgemeines Blockschaltbild ist, das das Prinzip der Werteingabe darstellt, und
Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild ist, das genau die ersten Sequenzen einer Operation der Werteingabe darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFOrM

In Fig. 1 sind vier benachbarte Längsstangen 1a, 1b, 1c, 1d zu sehen, die Zahnstangen tragen, mittels deren sie mit mindestens einem Zahnrad in Eingriff stehen können, das den Teil einer Vorrichtung zur Werteingabe 2 bildet.
Diese Stangen tragen in gleicher Weise Zahnstangen, die mit Stempel-Druckrädern in Eingriff stehen.
Die Vorrichtung zur Werteingabe 2 weist Mittel auf, die auf die Angabe eines Wertes auf der Tastatur 3 hin wirksam werden, damit das Zahnrad aufeinanderfolgend die Stangen 1 zur Bewegung auswählt und dann nach jedem Auswählen der Stange 1 diese in eine der gewählten Ziffer zwischen 0 und 9 entsprechende Lage durch eine Translationsbewegung der Zahnstange weiterschaltet, die sich aus einer Drehung des Zahnrades ergibt. Ein Schrittmotor 4 treibt das Zahnrad bei seinen Auswähl- und Weiterschaltbewegungen an.
Alles Vorangehende bildet einen Teil des Standes der Technik, der durch das Dokument US-A-4 723 486 dargestellt ist, und wird nicht im einzelnen noch weiter beschrieben.
Gemäß der Erfindung markiert man die Stellung der Stangen 1 (und somit der zugeordneten Zahnstangen) mittels eines optischen Schlagschatten-Meßfühlers, der im Bereich der freien Enden der Stangen vorgesehen ist.
Zu diesem Zweck tragen die Stangen 1a, 1b, 1c, ld an ihren Enden eine für Lichtstrahlen undurchsichtige Fahne 5a, 5b, 5c, 5d, die gegenüber dem Niveau der vier Stangen leicht versetzt (darüber oder darunter) ist.
Im übrigen ist in der Höhe der genannten Fahnen 5 beiderseits der Gruppe der Stangen 1 jeweils eine Leiste D für Sendeelektroden D&sub0; bis D&sub9; angeordnet, die durch eine geeignete Quelle 6 gespeist sind, sowie eine Leiste für Phototransistoren P&sub0; bis P&sub9;. Jedes Segment DiPi, wobei i zwischen 0 und 9 liegt, steht senkrecht zu den Stangen 1 und entspricht einer der möglichen Lagen der Stangen 1.
Die Dioden Di senden Lichtstrahlen Fi aus, die gegen die Basis der gegenüberliegenden Phototransistoren Pi gerichtet sind. Blenden 8 richten die Strahlen Fi aus, um Störstrahlen und Spiegelreflexionen zu verhindern. Wenn irgendeine Fahne 5 nicht den Strahl Fi abfängt, erregt dieser die Basis dem Phototransistors Pi Wenn im Gegenteil sich eine Fahne auf dem Weg des Strahls Fi dazwischenlegt, wird der Phototransistor Pi nicht beleuchtet.
Ein elektronisches Teil 7 empfängt die Signale der Phototransistoren Pi und kann durch Erfassung von durchgehenden Strahlen den Wert VdVcVbVa kontrolieren, der der Lage der Stangen 1 entspricht.
So ist in Fig. 1, wo die Fahnen 5a, 5b, 5c, 5d die Strahlen F&sub5;, F&sub3;, F&sub7;, F&sub8; verdunkeln, der abzulesende Wert 8 735.
Der optische Fühler der Erfindung gestattet somit eine einfache Kontrolle der Lage der Stangen für die Zahnstangen, um sich zu versichern, daß die tatsächliche Stellung mit dem gewünschten Wert ganz übereinstimmt.
Wenn indessen der erfindungsgemäße Fühler in höchstem Maße zufriedenstellt, was die Einfachheit der Funktion, die Robustheit und den kompakten Aufbau angeht (der eine Anordnung auf der Hauptwelle der Frankiermaschine gestattet), läßt er doch noch eine Zweideutigkeit der Gesamtablesung in dem Ausmaß bestehen, daß nicht bestimmt ist, welche die Stange ist, deren Fahne einen vorgegebenen Strahl abfängt. Eine Gesamtablesung unterscheidet nicht den Wert 8735 von 8537.
Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Bewegung der Stangen für die Zahnstangen einzeln abzulesen und zu kontrollieren: aber selbst dann bleibt der Fall der zweideutigen Ablesung, besonders, wenn die alten oder neuen Werte zwei oder drei identische Ziffern aufweisen. Somit gibt der Durchgang eines Wertes 3321 bis 2321 keine insgesamt unterschiedliche Ablesung: es besteht demnach die Gefahr, daß ein Funktionsfehler der Stange 1d nicht erfaßt wird.
Aus diesem Grund ist der optische Fühler der Erfindung von einer präzisen Ablese- und Kontroll-Software begleitet, die es gestattet, diese möglichen Zweideutigkeiten auszuräumen.
Nachfolgend werden die genauen Operationssequenzen der Werteingabe im Rahmen des optischen Fühlers der Erfindung erläutert, der an eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Lehre des Dokuments US-A-4 723 486 angepaßt ist: insbesondere die Auswahl einer Zahnstange findet mit Hilfe eines Schrittmotors (Motor 18 des vorgenannten Dokuments) statt, aber durch Betätigung eines Elektromagneten (Elektromagnet 55 des vorgenannten Dokuments), um ein Antriebselement mit der ausgewählten Zahnstange in Gang zu setzen. Die Schaltbewegung der gewählten Zahnstange findet nun mittels des Schrittmotors statt.
Um die Gedanken festzuhalten, werden die folgenden, konstruktiven Annahmen berücksichtigt.
Der berücksichtigte Schrittmotor gehört dem Typ an, in dem das Drehmoment umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit ist, oder wo der Schritt n nur ausgeführt wird, wenn der Schritt der Zuordnung n-1 bewirkt wurde.
Der Schrittmotor führt eine Umdrehung in 100 Schritten durch. Auf seiner Motorwelle ist fest eine Kodierungsscheibe mit 10 Schlitzen verbunden, die es somit gestattet, Gruppen von 10 Schritten zu zählen.
Außerdem wird davon ausgegangen, daß man eine Gruppe von 10 Schritten benötigt, um eine Zahnstange auszuwählen, sowie eine Gruppe von +10 Schritten (bzw. -10 Schritten), um die ausgewählte Zahnstange auf eine Ziffer n bis n+1 (bzw. n-1) weiterzuschalten.
Schließlich wird klargestellt, daß zwei Bewegungs-Endzellen bzw. -fühler die Wirkung des Elektromagneten für das Herstellen oder Lösen des Eingriffs der ausgewählten Zahnstange steuern.
Nachdem dies festgesetzt ist, ist das allgemeine Prinzip der Eingabe neuer Werte das folgende:
Es sei Vd1 Vc1 Vb1 Va2 der alte Werte und
Vd2 VC2 Vb2 Val der neue Wert.
Wir nennen Ra = Va1 - Va2
Rb = Vb1 - Vb2
Rc = Vc1 - Vc2
Rd = Vd1 - Vd2
das heißt, die Unterschiede zwischen den Ziffern derselben Stelle der beiden Werte.
Das allgemeine Blockschaltbild der Fig. 2 zeigt das Prinzip der aufeinanderfolgenden Einstellung von vier ZahnsÜangen 1a, 1b, 1c, 1d als Funktion von Versuchen auf der Grundlage der Werte Ra, Rb, Rc, Rd.
Das Prinzip kann so zusammengefaßt werden: man prüft den Wert Ri. Wenn er Null ausmacht, d.h. daß die Ziffer der Stelle i des neuen Wertes dieselbe ist wie im alten Wert, dann geht man direkt auf die Stelle i+1 über. Wenn dagegen Pi nicht Null ist, dann wählt man die Zahnstange der Stelle i und schaltet auf den neuen Wert weiter. Dann geht man auf die Stelle i+1 über.
Die Fig. 3 stellt im einzelnen die Operationen dar, die beim Beginn des Programms ausgeführt werden, und das Einstellen der ersten Zahnstange, wobei darauf hingewiesen wird, daß die Einstellung der nachfolgenden Zahnstangen auf eine sehr ähnliche Weise stattfindet.
Man geht vom alten Wert (A.V.) aus, der im Speicher (100) eingegeben ist, und man erfaßt (Schritt 101) den neuen Wert (N.V.). Man berechnet nun (Schritt 102) die Differenzen Ri.
Man geht weiter (Schritt 103) auf eine erste Kontrolle der Kodierungsscheibe der Motorwelle. Wenn keinerlei Schlitz geortet wird, stoppt man den Prozeß und führt eine Initialisierung der Maschine durch (Schritt 104 = Stopp/Intialisierung S/I). Wenn die Kontrolle positiv ist, überprüft man den optischen Fühler (Schritt 105), der den noch eingesetzten alten Wert ablesen muß. Wenn dies nicht der Fall ist, geht man auf einen Schritt S/I über. Wenn die Überprüfung positiv ist, dann setzt man ein Auswählregister bis auf einen Wert von +10 Schritten (Schritt 106) in Gang und man tritt in die Phase E&sub0; des Programms ein.
Diese Phase E&sub0; beginnt mit einem Test (Schritt 107) bezüglich des Wertes Ra; wenn er Null ist, geht man auf die Phase E&sub1; über. Wenn nicht, gestattet es der Zugriff zum Wählregister (Schritt 108), die Zahnstange 1a infolge einer Vorwärtsbewegung von 10 Schritten zu wählen. Nach einer neuen Kontrolle der Kodierungsscheibe versetzt man den Elektromagneten, der den Eingriff der Zahnstange steuert, in die Arbeitslage (Schritt 109), was eine erste Biegungsstrecken-Endzelle kontrolliert (Schritt 110): wenn die Positionierung nicht am Ende einer Einstellzeit beendet ist, beispielsweise 10ms, erzeugt eine Stelle S/I.
Wenn sich der Elektromagnet in seiner Lage befindet, schaltet man die gewählte Zahnstange 1a um einen Schaltschritt von 10 Schritten weiter (Schritt 111) , dann aktualisiert man (Schritt 112) den alten Wert auf einen Zwischenwert Vd1 Vc1 Vb1 Va'1' oder Va'1, der sich um eine Einheit von der vorangehend gespeicherten Ziffer unterscheidet (um mit dem durch die Zahnstange, die um 10 Schritte weitergeschaltet wurde, bezeichneten Wert übereinzustimmen) . Nach einer neuen Kontrolle der Kodierungsscheibe bewirkt man (Schritt 113) eine Kontrolle des optischen Fühlers, der einen Wert ablesen muß, der dem neuen, aktualisierten Wert entspricht. Eine neue, aktualisierte Berechnung von Ra wird durchgeführt und ein Test 114 über den aktualisierten Wert von Ra gestattet es, die Schritt- Weiterschaltung erneut zu wiederholen, bis eine Differenz Null erreicht ist. Wenn diese erreicht ist, deaktiviert man den Elektromagneten (Schritt 115) mit einer Kontrollschleife 116, die analog ist zur Kontrolle 110 (aber mit Hilfe einer zweiten Zelle s für das Bewegungsende). Man berechnet (Schritt 117) den neuen Zwischenwert V.I = Vd1 Vc1 Vb1 Va2, den man durch den optischen Fühler kontrolliert (Schritt 118). Wenn die Kontrolle positiv ist, vergleicht man diesen Wert mit dem neuen V.A.; wenn sie identisch sind, ist die Werteingabe beendet und man kann im Speicher den alten Wert A.V. durch den neuen Wert N.V. ersetzen (Schritt 120) und auf die Endphase E&sub4; übergehen. Wenn sie unterschiedlich sind, geht man auf die Phase E&sub1; der Auswahl und des Weiterschaltens der nachfolgenden Zahnstangen über.
Die nachfolgenden Phasen wiederholen im wesentlichen für jede betreffende Zahnstange die oben beschriebenen Operationen.
Durch die Häufigkeit und die Anordnung der vorgesehenen Überprüfungen stellt das gewählte Programm zur Werteingabe sicher, daß trotz möglicher Zweideutigkeiten in der Ablesung des optischen Fühlers der Erfindung die Werteingabe fehlerfrei durchgeführt werden kann.
Eine Eigentümlichkeit des gewählten Programms ist der systematische Rückgriff auf das Anhalten und eine neue Initialisierung im Fall einer Funktionsstörung, die während des Programms der Werteingabe auftritt (Fehler, die durch die Zählscheibe oder den optischen Fühler erfaßt werden)
Eine Initialisierung muß außerdem natürlich auftreten, wenn die Maschine unter Spannung gesetzt wird.
Der für die Initialisierung gemäß der Erfindung gewählte Prozeß ist der folgende:
Man macht die Annahme, daß man weder die Position der Schlitze der Kodierscheibe kennt, die fest mit der Welle des Schrittmotors verbunden ist, noch die Position der Fahnen der Zahnstangen. In anderen Worten, die Photozelle der Scheibe ist verdunkelt und alle Fahnen befinden sich in einer Lage zwischen den Sendern und Empfängern des optisches Fühlers.
Das ins Auge gefaßte Konzept ist es, auf sichere Weise alle Zahnstangen in die Lage 0000 zu versetzen.
Durch Software verringert man zunächst die Geschwindigkeit des Motors, um ihm ein maximales Drehmoment mitzuteilen, das es ihm gestattet, die möglichen Widerstände an auftretenden, schwergängigen Stellen zu überwinden, die der Grund der festgestellten Funktionsstörung sein können (beispielsweise getrocknete Druckfarbe usw.).
Man ermittelt nun den ersten Schlitz der Kodierungsscheibe. Man bewirkt dann -40 Schritte. Somit ist, wie auch die Lage des Wählwagens sein mag, die Zahl der Schritte größer als die oder gleich derer, die für die Rückkehr in die Ausgangsstellung erforderlich ist; man ist sicher, daß man sich in der "Wählausgangs"-Stellung befindet und daß man synchron mit den Schlitzen der Kodierscheibe ist (es wird erinnert, daß es aufgrund des angenommenen Aufbaus einen Schlitz alle 10 Schritte gibt und daß es 100 Schritte bedarf, um eine vollständige Umdrehung durchzuführen).
Man wählt durch eine Gruppe von +10 Schritten die erste Zahnstange 1a. Man schaltet auf den Wert 9 durch eine Gruppe von +90 Schritten. So ist man, wie auch die tatsächliche Schrittschaltung der Zahnstange 5a sein mag, sicher, auf einen Anschlag zu laufen, der geprüft wird. Man prüft, ob man sich gleichzeitig einem Schlitz der Kodierscheibe gegenüber befindet. Wenn die beiden Überprüfungen positiv sind, dann schaltet man auf den Wert Null der Zahnstange 5a durch eine Drehung von -90 Schritten des Schrittmotors.
Nach Wählen der Zahnstange 1b (+10 Schritte) beginnt man wieder den Prozeß zur Zahnstange 1d.
Der Wählwagen wird in die Ausgangslage zurückgebracht und man überprüft mit Hilfe des optischen Fühlers, ob der abgelesene Wert tatsächlich 0000 ist.
Im gegenteiligen Fall, der verdeutlicht, daß die Funktionsstörung noch länger anhält, beginnt man wieder fünfmal mit dem Initialisierungsvorgang. Wenn die fünf Versuche fruchtlos verlaufen, kann man in Betracht ziehen, daß eine ernste Störung vorliegt, der der Initialisierungsvorgang keine Abhilfe verschaffen kann.
Natürlich sind zahlreiche Abänderungen möglich, ohne daß man den Rahmen der Erfindung verläßt, wie er durch die unabhängigen Ansprüche umrissen ist. So kann man die Kodierscheibe mit 10 Schlitzen der Motorwelle durch zwei Hall-Sonden ersetzen, die in vorbestimmten Lagen im Motor angeordnet sind und um 90º phasenverschobene Signale liefern. Diese Maßnahme gestattet es, die Schritte durch Beobachtung der steigenden und fallenden Fronten der Wellensignale zu zählen.

Claims

1. Vorrichtung zur Erkennung der augenblicklichen Stellung mehrerer mechanischer Teile (1a, 1b, 1c, 1d), die imstande sind, schrittweise mittels eines Schrittmotors (4) linear zwischen einer Ausgangsstellung und einer Ankunftsstellung versetzt zu werden, die der Art nach die folgenden Merkmale aufweist:

. Strahlungs-Änderungsmarkierungen (5a, 5b, 5c, 5d), die einzeln mit jedem (1a, 1b, 1c, 1d) der mechanischen Teile verbunden sind und imstande sind, eine Vielzahl von Markierungsstellungen einzunehmen, die den verschiedenen möglichen Stellungen der Teile zugeordnet sind,

. eine Gruppe aus jeweils paarweise zugeordneten Strahlungssender- (D&sub0; bis D&sub9;) und -empfängereinrichtungen (P&sub0; bis P&sub9;), die beiderseits der Vielzahl von Markierungsstellungen so aufgeteilt sind, daß die Anwesenheit einer Markierung auf der Strahlungsbahn (F&sub0; bis F&sub9;), die von einem gegebenen Sender ausgesandt wird und auf ihren zugeordneten Empfänger gerichtet ist, eine vom genannten Empfänger (P&sub0; bis P&sub9;) ermittelbare Strahlungsänderung erfährt, der dann ein Anwesenheitssignal liefert,

Mittel (7) zur Erkennung aufgrund einer bestimmten Gruppierung von Stellungen der mechanischen Teile (1a, 1b, 1c, 1d) entsprechend übereinstimmenden Anwesenheitssignalen, die von der Gruppe von Empfängern geliefert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

jedes Teil (1a, 1b, 1c, 1d) eine eindeutige Markierung (5a, 5b, 5c, 5d) trägt,

daß die Markierungen (5a, 5b, 5c, 5d) aller Teile jedesmal dann auf dieselbe Strahlungsbahn (F&sub0; bis F&sub9;) ausgerichtet sind, wenn sich die Teile in analogen Stellungen befinden,

daß die Anzahl der Sender-Empfänger-Paare gleich ist der Anzahl der analogen Stellungen der Markierunge,

daß der Schrittmotor (4) angetrieben wird, um die Teile (1a, 1b, 1c, 1d) aufeinanderfolgend zwischen ihrer Ausgangsstellung und ihrer Ankunftsstellung zu versetzen,

und daß Überwachungsmittel für die Stellung eines jeden Teils vorgesehen sind, die je nach seiner Verstellung in allen Zwischenstellungen dieses Teils zwischen der Ausgangsstellungs und der Ankunftsstellung die Überwachung bewirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Überwachungsmittel Mittel zur Überwachung der schrittweisen Vorwärtsbewegung des Motors (4) umfassen.

3. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Initialisierungsmittel für die mechanischen Teile (1a, 1b, 1c, 1d) für eine Bezugsstellung vorgesehen sind, die dadurch wirksam sind, daß sie auf eine negativ Überwachung ansprechen, die durch die Überwachungsmittel bewirkt wird.

4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Teile die Stangen (1a, 1b, 1c, 1d) der Indexierungs-Loch- bzw. -Zahnschienen einer Frankiermaschine sind.

5. Verfahren zur Erkennung der augenblicklichen Stellung der von einem Schrittmotor (4) zwischen einer Ausgangsstellung und einer Ankunftsstellung angetriebenen Teile (1a, 1b, 1c, 1d),

das der Art nach die folgenden Schritte aufweist;

Verbinden von Strahlungs-Änderungsmarkierungen (5a, 5b, 5c, 5d) einzeln mit jedem der mechanischen Teile, wobei diese Markierungen imstande sind, eine Vielzahl von Markierungsstellungen einzunehmen, die den verschiedenen möglichen Stellungen der Teile zugeordnet sind, Anordnen einer Gruppe aus jeweils paarweise zugeordneten Strahlungssender- (D&sub0; bis D&sub9;) und -empfängereinrichtungen (P&sub0; bis P&sub9;), die beiderseits der Vielzahl von Markierungsstellungen so aufgeteilt sind, daß die Anwesenheit einer Markierung auf der Strahlungsbahn (F&sub0; bis F&sub9;), die von einem gegebenen Sender ausgesandt wird und auf ihren zugeordneten Empfänger gerichtet ist, eine vom genannten Empfänger ermittelbare Strahlungsänderung erfährt, der dann ein Anwesenheitssignal liefert,

Erkennen aufgrund einer bestimmten Gruppierung von Stellungen der mechanischen Teile (1a, 1b, 1c, 1d) entsprechend übereinstimmenden Anwesenheitssignalen, die von der Gruppe von Empfängern geliefert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

. man mit jedem Teil (1a, 1b, 1c, 1d) eine eindeutige Markierung (5a, 5b, 5c, 5d) verbindet,

. man die Anzahl der Sender-Empfänger-Paare der Anzahl der analogen Stellungen der Markierungen gleichsetzt,

. man die Teile (1a, 1b, 1c, 1d) aufeinanderfolgend zwischen ihrer Ausgangsstellung und ihrer Ankunftsstellung versetzt,

. man je nach der Verstellung eines jeden Teils seine Stellung in allen Zwischenstellungen dieses Teils zwischen der Ausgangsstellung und der Ankunftsstellung überwacht.