DE2055715B2

DE2055715B2 - Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Brennschneidmaschinen

Info

Publication number: DE2055715B2
Application number: DE2055715A
Authority: DE
Inventors: Brian Cecil Welwyn Hertfordshire Doxey (Grossbritannien)
Original assignee: British Oxigen Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1969-11-14
Filing date: 1970-11-12
Publication date: 1974-11-07
Also published as: FR2069422A5; JPS4922999B1; US3703674A; ZA707696B; DE2055715A1; GB1316938A; DE2055715C3

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Brennschneidmaschinen, mit einem fotoelektrisch einen Linienzug abtastenden, lichtempfindliche Elemente aufweisenden Abtastkopf, durch dessen Ausgangssignale die Bewegungen eines Kopierwerkzeugs steuerbar sind, wobei der mit Ecken, Krümmungen, Abzweigungen und/oder Kreuzungen versehene Linienzug auf einer Unterlage aufgebracht ist

Eine Kopiersteuerungsvorrichtung dieser Gattung, bei welcher allerdings der nachzufahrende Linienzug weder Abzweigungen noch Kreuzungen enthält, ist aus der US-PS 3423 589 bekannt Der Abtastkopf dieser Vorrichtung, der sich entsprechend den Krümmungen des abzutastenden Linienzuges um seine Achse dreht, weist zwei voneinander getrennte Meßflächen zur Messung des beiderseits der Mitte des abzutastenden Linienzuges abgetasteten Lichtes auf, aus deren Ausgangssignalen bei seitlicher Abweichung des Abtastkopfes vom Linienzug ein die Kompensation dieser Abweichung veranlassendes Differenzsignal gebildet wird. Die Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß nur Linienzüge abgetastet werden können, die frei von Abzweigungen und Kreuzungen sind. Dies hat seine Ursache darin, daß der Abtastkopf der bekannten Vorrichtung bei Erreichen einer Abzweigung oder einer Kreuzungsstelle nicht entscheiden kann, welche der vom Abzweigungs- oder Kreuzungspunkt ausgehenden Linien die nachzufahrende Linie darstellt.

Eine ähnliche Kopiersteuerungsvorrichtung ist aus der US-PS 3 289 540 bekannt. Diese Vorrichtung ist hauptsächlich für die Abtastung von in sich geschlossenen Linienzügen ausgebildet, und auf der einen Linienzug oder mehrere Linienzüge tragenden Unterlage ist außerdem eine zu dem Linienzug bzw. den nachzufahrenden Linienzügen hinführende Führungsspur aufgebracht, auf welche der Abtastkopf reagiert. Den nachzufahrenden Linienzügen sind ferner Codemarken zugeordnet, bei deren jeweiliger Feststellung der Abtastkopf das mit der Steuerungsvorrichtung gekoppelte Werkzeug in Tätigkeit setzt und dem in sich geschlossenen nachzufahrenden Linienzug so lange nachfährt, bis die Codemarke wieder erreicht wird. Daraufhin wird das Werkzeug wieder außer Betrieb gesetzt, und der Abtastkopf läuft entlang der Führungsspur bis zum nächsten nachzufahrenen Linienzug weiter. Auch diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß nur Linienzüge, die frei von Abzweigungen und Kreuzungsstellen sind, nachgefahren werden können.

Außer den sich durch Abzweigungen und Kreuzungen des nachzufahrenden Linientuges ergebenden Problemen besteht bei Kopiersteuerungsvorrichtungen allgemein die Schwierigkeit, daß sie beispielsweise infolge ihrer Tätigkeit keine plötzlichen Richtungsänderungen ausführen und daher scharfen Ecken des Linienzuges nicht genau folgen können, sondern nur einen bestimmten Mindestradius nicht unterschreitende Krümmungen des Linienzuges genau nachfahren können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung so zu verbessern, daß auch Linienzüge mit scharfen Ecken, Abzweigungen und Kreuzungen genau nachgefahren werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß auf der Unterlage nacheinander Abdeckungen unverschiebbar anbringbar sind, die jeweils erste Abdeckbereiche zum jeweiligen Hinführen des Abtastkopfes zu nicht abgedeckten Teillinien des Linienzuges und die jeweils zweite Abdeckbereiche zum vollständigen oder teilweisen Abdecken von solchen Teillinien des Linienzuges aufweisen, die vom Abtastkopf jeweils nicht erfaßt werden sollen, und daß der Abtastkopf mit einer Vergleichsschaltung versehen ist, in der die von den nicht abgedeckten Teillinien des Li-

nienzuges bzw. die von den ersten Abdeckbereichen verursachten unterschiedlichen Signale der lichtempfindlichen Elemente des Abtastkopfes mit einem Bezugssignal vergleichbar sind und durch deren Ausgangssignale das Kopierwerkzeug in bzw. außer Wirkung bringbar ist.

Mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist es in vorteilhafter Weise möglich, beliebige Linienzüge, welche scharfe Ecken, Abzweigungen und Kreuzungsstellen aufweisen können, genau nachzufahren, indem der Linienzug durch die auf die Unterlage aufbringbaren Abdeckungen in einzelne Gruppen von Teillinien zerlegt wird, wobei die einzelnen Teillinien einer Teilliniengruppe jeweils durch erste Abdeckbereiche niteinander verbunden sind, und indem die einzelnen Teilliniengruppen nacheinander nachgefahren werden.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Abdeckbereiche auf der Abdeckung wesentlich breiter als die Linien des nachzufahrenden Linienzuges. Der grundsätzliche Vorteil liegt hierbei darin, daß die vom Abtastkopf beim Nachfahren der ersten Abdeckbereichc abgegebenen Signale eine beträchtlich kleinere Amplitude aufweisen als die Signale, die beim Nachfahren des Linienzuges erzeugt werden. Der Amplitudenunterschied wird zur Steuerung des Kopierwerkzeugs ausgenutzt

Zweckmäßigerweise weisen in weiterer Ausgestaltung die jeweils zwei Teillinien des nicht abgedeckten Linienzuges verbindenden ersten Abdeckbereiche der Abdeckung einen Radius auf, der gleich oder größer als der für die Abtastung zulässige Minimalradius ist.

Die ersten Abdeckbereiche können dieselbe oder eine ähnliche Farbe wie der nachzufahrende Linienzug haben.

Damit der Abtastkopf nicht irregeführt wird, sind nach einem weiteren Merkmal die zweiten Abdeckbereiche undurchsichtig und weisen eine Farbe auf, auf die der Abtastkopf nicht anspricht.

Zwecks leichter und einfacher Herstellung können die ersten Abdeckbereiche und die zweiten Abdeckbereiche jeweils aus einem undurchsichtigen, selbstklebenden Kunststoff-Film bestehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Zeichnung mit einem nachzufahrenden Linienzug, der scharfe Ecken, eine Kreuzung und Abzweigungen aufweist,

F i g. 2 eine erste Abdeckung für den in F i g. 1 dargestellten Linienzug, auf Grund welcher der Abtastkopf nur die horizontalen Linien des Linienzuges nachfährt, und

F i g. 3 eine zweite Abdeckung für den in F i g. 1 dargestellten Linienzug, auf Grund welcher der Abtastkopf nur die senkrechten Linien des Linienzuges nachfährt.

Gemäß F i g. 1 ist ein Linienzug 2 auf eine geeignete Unterlage 4 aufgezeichnet. Die Unterlage 4 ist wesentlich größer als die vom Linienzug 2 eingeschlossene Fläche, und an den freien Randbereichen der Unterlage 4 sind zwei zylindrische Führungsstifte 6 zur Lagesiche rung von auf die Unterlage 4 auflegbaren Abdeckungen vorgesehen. Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Abdeckungen 10 weisen jeweils zwei den Stiften 6 entsprechende Löcher 8 auf, so daß die Abdeckungen 10 durch die Stifte 6 unverschiebbar auf der Unterlage 4 fixiert werden.

Der Linienzug 2 besteht aus dünnen, scharf begrenzten Linien gleicher Breite, die normalerweise als schwarze Linien auf weißem Untergrund aufgezeichnet sind, damit für die lichtempfindlichen Elemente des Abtastkopfes ein größtmöglicher optischer Kontrast er-S zielt wird.

Der Linienzug 2 weist mehrere scharfe Ecken auf, von welchen eine mit 12 bezeichnet ist Ferner enthält der Linienzug 2 eine Kreuzung und Abzweigungen, wie bei 14 und 16 angedeutet ist Die F i g. 2 und 3 zeigen

ίο jeweils eine Abdeckung 10 aus durchsichtigem Material, wobei die Abdeckung gemäß F i g. 2 den Abtastkopf der Kopiersteuerungseinrichtung veranlaßt, nur die horizontalen Linien des Linienzuges 2 nachzufahren, während die Abdeckung gemäß F i g. 3 den Abtastkopf veranlaßt die senkrechten Linien des Linienzuges abzutasten. Dazu weisen die Abdeckungen 10 jeweils erste Abdeckbereiche 18 und zweite Abdeckbereiche 20 auf.

Die kreuzschraffierten ersten Abdeckbereiche sind als schwarze, linienartige Bahnen gleichförmiger Breite ausgebildet und wesentlich breiter als die Linien des Linienzuges 2. Die durch helle Rechtecke 20 dargestellten zweiten Abdeckbereiche sind undurchsichtig und haben normalerweise eine weiße oder eine andere Farbe, auf welche der Abtastkopf nicht anspricht. Sie dekken jeweils diejenige" Te<le des Linienzuges ab, welche den Abtastkopf irreführen könnten.

Die Abdeckbereiche 18 und 20 können durch Tinte. Farbe oder andere undurchsichtige Stoffe gebildet sein.

Zweckmäßigerweise bestehen sie jedoch aus einem selbstklebenden Kunststoff-Film.

Die Breite der ersten Abdeckbereiche 18 ist so gewählt, daß ihnen der Abtastkopf zwar folgen kann, sich jedoch nicht unbedingt genau auf ihrer Mitte zu halten

braucht. Wegen der größeren Breite der ersten Abdeckbereiche 18 weisen die von den Fotoelementen des Abtastkopfes abgegebenen Signale beim Nachfahren dieser Abdeckbereiche 18 eine merklich kleinere Amplitude als die beim Nachfahren der Linien des Linienzuges 2 erzeugten Signale auf.

Der nicht dargestellte Abtastkopf weist eine Vergleicherschaltung auf, welche die von den lichtempfindlichen Flementen erzeugten Signale mit einem Bezugssignal vergleicht und jeweils dann ein die Tätigkeit des zugehörigen Kopierwerkzeugs unterbrechendes Sperrsignal erzeugt, wenn die von den lichtempfindlichen Elementen erzeugten Signale eine kleinere Amplitude besitzen als das Bezugssignal, beispielsweise wenn der Abtastkopf einen der schwarzen ersten Abdeckberei-

ehe 18 abtastet. Weisen die von den lichtempfindlichen Elementen erzeugten Signale eine größere Amplitude als das Bezugssignal auf, beispielsweise wenn der Abtastkopf einen Teil des Linienzuges 2 abtastet, so wird kein Sperrsignal erzeugt, und das Kopierwerkzeug befindet sich in Tätigkeit.

Die Arbeitsweise der Kopiersteuerungsvorrichtung wird nachstehend erläutert:

Zunächst wird die in F i g. 2 dargestellte Abdeckung 10 auf die den Linienzug 2 tragende Unterlage 4 aufgelegt. Danach wird der Abtastkopf entweder manuell oder automatisch auf den mit einem Startpfeil 22 gekennzeichneten ersten Abdeckbereich 18 geführt. Der Abtastkopf folgt nun dem Abdeckbereich 18, und die Vergleicherschaltung des Abtastkopfes liefert das

obengenannte Sperrsignal, so daß das Kopierwerkzeug, beispielsweise ein Schneidbrenner, außer Tätigkeit ist und lediglich wirkungslos über die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks hinwegbewegt wird.

Der zweite Abdeckbereich 24 deckt die senkrechte Teillinie der oberen linken Ecke 12 des Linienzuges 2 ab, so daß sie vom Abtastkopf nicht wahrgenommen werden kann. Der Abtastkopf folgt daher am Ende des ersten Abdeckbereiches 18 der sich anschließenden horizontalen Linie des Linienzuges 2. Beim Übergang vom Abdeckbereich 18 auf die schmalere Linie des Linienzuges hört infolge der größeren Amplitude der von den lichtempfindlichen Elementen des Abtastkopfes erzeugten Signale das Sperrsignal auf, und das Kopierwerkzeug wird in Tätigkeit gesetzt. An der Abzweigung 14 des Linienzuges 2 verhindert wiederum ein zweiter Abdeckbereich 26 eine Irreführung des Abtastkopfes.

An der rechten oberen Ecke des Linienzuges 2, an ,₅ welcher die senkrechte Linie wiederum mittels eines zweiten Abdeckbereiches 30 abgedeckt ist, trifft der Abtastkopf auf einen weiteren ersten Abdeckbereich 28 auf, wodurch das Kopierwerkzeug'wieder außer Tätigkeit gesetzt wird. Der Abdeckbereich 28 führt den Abtastkopf zur nächsten horizontalen Linie des Linienzuges, welcher der Abtastkopf nunmehr von rechts nach links folgt.

An der Kreuzungsstelle 16 verhindern zweite Abdeckbereiche 26 und 32 eine falsche Abtastung. Am Ende der zweiten horizontalen Linie des Linienzuges 2 wird der Abtastkopf wieder durch einen weiteren ersten Abdeckbereich zur unteren horizontalen Linie hingeführt, an deren Ende der Abtastkopf auf einen ersten Abdeckbereich 34 auftrifft.

Am Ende dieses ersten Abdeckbereiches 34 wird dei Abtastkopf entweder manuell oder automatisch ange halten, und an Stelle der in F i g. 2 dargestellten Abdek kung wird nunmehr die in F i g. 3 dargestellte Abdek kung auf die Unterlage 4 aufgelegt Der Abtastkop steht nunmehr über dem ersten Abdeckbereich 36, wel eher den Abtastkopf gemäß Pfeil 38 zur rechten senk rechten Linie des Linienzuges 2 hinführt. Der Abtast kopf fährt nun in der oben beschriebenen Weise nach einander den senkrechten Linien des Linienzuges nach bis er am Ende des Abdeckbereiches 40 angehaltei wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Brennschneidmaschinen, mit einem fotoelektrisch eben Linienzug abtastenden, lichtempfindliche Elemente aufweisenden Abtastkopf, durch dessen Ausgangssignale die Bewegungen eines Kopierwerkzeugs steuerbar sind, wobei der mit Ecken, Krümmungen, Abzweigungen und/oder Kreuzungen versehene Linienzug auf einer Unterlage aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterlage (4) nacheinander Abdeckungen (10) unverschiebbar anbringbar sind, die jeweils erste Abdeckbereicbe (18, 28,34, 36, 40) zum jeweiligen Hinführen des Abtastkopfes zu nicht abgedeckten Teillinien des Linienzugs (2) und die jeweils zweite Abdeckbereiche (20, 24, 26, 30, 32) zum vollständigen oder teilweisen Abdecken von solchen Teillinien des Linienzuges (2) aufweisen, die vom Abtastkopf jeweils nicht erfaßt werden sollen, und daß der Abtastkopf mit einer Vergleichsschaltung versehen ist, in der die von den nicht abgedeckten Teillinien des Linienzuges (2) bzw. die von den ersten Abdeckbereichen (18,28,34,36,40) verursachten unterschiedlichen Signale der lichtempfindlichen Elemente des Abtastkopfes mit einem Bezugssignal vergleichbar sind und durch deren Ausgangssignale das Kopierwerkzeug in bzw. außer Wirkung bringbar ist.

2. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abdeckbereiche (18, 28, 34, 36, 40) auf der Abdekkung (10) wesentlich breiter sind als die Linien des nachzufahrenden Linienzuges (2).

3. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zwei Teillinien des nicht abgedeckten Linienzuges (2) verbindenden ersten Abdeckbereiche (28) der Abdeckung (10) einen Radius aufweisen, der gleich oder größer als der für die Abtastung zulässige Minimalradius ist.

4. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abdeckbereiche (18, 28, 34, 36, 40) dieselbe oder eine ähnliche Farbe wie der nachzufahrende Linienzug (2) haben.

5. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abdeckbereiche (20, 24, 26, 30, 32) undurchsichtig sind und eine Farbe aufweisen, auf die der Abtastkopf nicht anspricht.

6. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abdeckbereiche (18, 28, 34, 36, 40) und die zweiten Abdeckbereiche (20, 24, 26, 30, 32) jeweils aus einem undurchsichtigen, selbstklebenden Kunststoff-Film bestehen.