DE2554771C3

DE2554771C3 - Arrangement for scanning a grid scale moving in a fixed direction

Info

Publication number: DE2554771C3
Application number: DE19752554771
Authority: DE
Inventors: Roland Ing.(Grad.) 6453 Seligenstadt Kugler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1987-09-10
Also published as: DE2554771B2; DE2554771A1

Description

Größe des Spiels wird die Abgabe von Zählimpulsen so lange gesperrt, bis das Spiel überwunden ist. Die Anordnung arbeitet ohne die Vorgabe eines eigenen Steuerbefehls, dem die Bewegungsrichtung zugeordnet ist. Weiterhin hat die Anordnung den Vorteil, daß nicht nur das Spiel ausgeglichen v/ird, sondern auch die Abgabe von Zählimpulsen bei störenden Schwingungen bis zum Abklingen dieser Schwingungen verhindert wird. Die Weiterleitung der Zählimpulse an nachgeschaltete Einrichtung hängt von dem Pegel des Übertragssignals ab, der sich bei maximalem Zählstand mit der Umschaltung von Vor- auf Rückwärtszählung ändert. Mit Hilfe der Zeitverzögerung läßt sich erreichen, daß ein auf Vorwärtszählimpulse folgender Rückwärtszählimpuls den Zähler auf Rückwärtszählung umschaltet, den Zählstand um eins vermindert und gegen die Weiterleitung an nachgeschaltete Einrichtungen gesperrt ist.The amount of play prevents counting pulses from being emitted until the play has been overcome. The arrangement works without the need for a separate control command to which the direction of movement is assigned. The arrangement also has the advantage that not only is the play compensated for, but the emission of counting pulses is also prevented in the event of disruptive vibrations until these vibrations have subsided. The forwarding of counting pulses to downstream devices depends on the level of the carry signal, which changes when the count is at its maximum when the switch is made from forward to backward counting. The time delay can be used to ensure that a backward counting pulse following forward counting pulses switches the counter to backward counting, reduces the count by one and is blocked from being forwarded to downstream devices.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß vom Rastermaßstab zwei um 90° gegeneinander phasenverschobene Signale erzeugbar sind, die dem Richtungsdiskriminator zuführbar sind, in Jern von einem Signal zwei monostabile Kippstufen je mit der positiv oder negativ verlaufenden Signalflanke aristoßbar sind, daß die Kippstufen je zwei NAND-Gliederspeisen, von denen zwei mit dem zweiten Signal undzwei mit dem invertierten zweiten Signal beaufschlagbar sind und daß jeweils die vom nichtinvertierten und invertierten Signal beaufschlagten NAND-Glieder mit einem weiteren NAND-Glied verbunden sind, wobei den weiteren NAND-Gliedern Eingänge eines ^-Flipflop nachgeschaltet sind, mit dessen Ausgang der Voreinstellgang des Zählers verbunden ist. dieser Richtungsdiskriminator enthält zwei monostabile Kippstufen sowie einige NAND-Glieder. Der Aufwandan Bauelementen ist daher gering. Neben den die Richtung der Bewegung anzeigenden Signalen liefert die Anordnung auch Impulse, die bei ruhigem Lauf des Rastermaßstabs an nachgeschaltete Einrichtunen für die Zählung weitergeleitet weiden.In a practical embodiment, it is provided that two signals can be generated from the grid scale, which are phase-shifted by 90° and can be fed to the direction discriminator, in J two monostable flip-flops can be triggered by one signal, each with the positive or negative signal edge, that the flip-flops each feed two NAND elements, two of which can be fed with the second signal and two with the inverted second signal, and that the NAND elements fed by the non-inverted and inverted signals are each connected to a further NAND element, with the further NAND elements being followed by inputs of a ^ flip-flop, the output of which is connected to the presetting path of the counter. This direction discriminator contains two monostable flip-flops and several NAND elements. The outlay on components is therefore low. In addition to the signals indicating the direction of movement, the arrangement also provides pulses that are forwarded to downstream counting devices when the grid scale is running smoothly.

Die oben beschriebene Anordnung arbeitet auch einwandfrei, wenn ein Richtungsdskriminator benutzt wird, der statt einer Impulsverdopplung eine der Teilung der Marken des Rastermaßstabs entsprechende Zahl von Zählimpulsen oder eine Impulsvervierfachung bewirkt.The arrangement described above also works perfectly when a direction discriminator is used which, instead of doubling the pulse, produces a number of counting pulses corresponding to the division of the marks of the grid scale or quadruples the pulse.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung dargesteüten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using an embodiment shown in a drawing, from which further features and advantages emerge. It shows

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer Anordnung zur Abtastung eines Rastermabstabs und zur Erzeugung von Zählimpulsen,Fig. 1 is an overview diagram of an arrangement for scanning a raster bar and generating counting pulses,

Fig. 2 nähere Einzelheiten der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung,Fig. 2 shows further details of the circuit arrangement shown in Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs von Signalen an bestimmten Stellen der in Fig. 2 dargestellten Anoidnung.Fig. 3 is a diagram of the temporal course of signals at certain points of the anode shown in Fig. 2.

Ein Rastermaßstab 1 in Form einer Scheibe, die mit einer nicht näher dargestellten Welle einer Maschine formschlüssig verbunden ist, enthält eine über den Umfang gleichmäßig verteilte Anzahl von optisch, elektrisch oder magnetisch abtastbaren Elementen 2. Nahe an der Scheibe 1 sind zwei Sonden 3, 4 für die Abtastung der Elemente 2 angeordnet. Der Abstand zwischen den Sonden 3, 4 ist so gewählt, daß an den Sonderausgängen zwei uii 90° gegeneinander phasenverschobene Signale auftreten, die jeweils Impulsformerstufen 5, 6 zugeführt werden. Die ImpuLsformerstufen, 5, 6 geben an ihren Ausgängen 7, 8 zwei um 90" gegeneinander phasenverschobene Rechtecksignale A, B ab. deren zeitlicher Verlauf in Fig. 3 dargestellt ist.A grid scale 1 in the form of a disk, which is positively connected to a shaft of a machine (not shown in detail), contains a number of optically, electrically or magnetically scannable elements 2 evenly distributed over the circumference. Two probes 3, 4 for scanning the elements 2 are arranged close to the disk 1. The distance between the probes 3, 4 is selected so that two signals with a phase shift of 90° to one another appear at the special outputs, which are each fed to pulse forming stages 5, 6. The pulse forming stages 5, 6 emit two square-wave signals A, B with a phase shift of 90° to one another at their outputs 7, 8, the time course of which is shown in Fig. 3.

An die Ausgänge 7, 8 ist ein Richtungsdiskriminator 9 angeschlossen, mit der die Richtung der Bewegung der Scheibe 1 überwacht wird. Es sei angenommen, daß sich die Scheibe 1 bei ordnungsgemäßem Lauf der an die Scheibe 1 angeschlossenen Welle in der in Fig. 1 mit 33 bezeichneten Drehrichtung bewegt. Die Bewegungsrichtungserkennungsschaltung 9 enthält zwei Ausgänge 10, 11. Am Ausgang 10 steht ein Signal V zur Verfügung, an dessen binärem Wert die Drehrichtung der Scheibe 1 erkennbar ist. Nimmt das in Fig. 3 dargestellte Signal V eine binäre »1« an, dann dreht sich die Scheibe 1 in der Richtung 33. Wenn das Signal V eine binäre »0« führt, so dreht sich die Scheibe 1 entgegengesetzt zur Richtung 33. Am Ausgang 11 treten die mit dem Abtasten der Elemente 2 gewonnenen Zählimpulse auf. An die Ausgänge 10, 11 iff iine Zähl- und Sperrschaltung 12 angeschlossen. Dreht sich die Scheibe 1 in der mit 33 bezeichneten Richtung, ohne daß der Drehbewegung Schwingungen überlagert sind, dann leitet die Zähl- und Sperrschaltung 12 die über den Anschluß 11 vorgegebenen Zählimpulse an ihren Ausgang 13 weiter. Sobald sich die Scheibe 1 entgegen der Richtung 33 dreht, werden keine Zählimpulse mehr zum Ausgang 13 übertragen. Jedoch werden während dieser Zeit die am Anschluß 11 anfallenden Zählimpulse aufsummiert und gespeichert. Kehrt sich die Bewegung der überlagerten Schwingung wieder um, dann dreht sich zwar die Scheibe 1 wieder in Richtung 33, die Weiterleitung der Zählimpulse bleibt aber noch so lange gesperrt, bis eine der Summer der gezählten Impulse entsprechende Anzahl von Impulsen entstanden ist. Übersteigt die Zahl der angefallenen Impulse den gespeicherten Wert, so werden die Zählimpulse wiederum an den Ausgang 13 übertragen.
Die Bewegungsrichtungserkennungsschaltung 9 enthält zwei monostabile Kippstufen 14, 15, die mit dem Ausg.-Jig 7 verbunden sind. Die monostabile Kippstufe 14 wird durch eine positiv verlaufende Signalflanke an ihrem Eingang zur Abgabe eines Impulses angeregt. Die Kippstufe 15 gibt bei negativ verlaufender Signalflanke einen Impuls ab. Der nichtinvertierende Ausgang der Kippstufe 14 speist zwei NAND-Glieder 16, 17. Weitere zwei NAND-Glieder 18, 19 sind mit dem nichtinvertierenden Ausgang der Kippstufe 15 verbunden. Während die NAND-Glieder 16,19 unmittelbar anA direction discriminator 9 is connected to the outputs 7, 8, which monitors the direction of movement of the disk 1. It is assumed that the disk 1 moves in the direction of rotation designated 33 in Fig. 1 when the shaft connected to the disk 1 is running properly. The direction of movement detection circuit 9 contains two outputs 10, 11. A signal V is available at the output 10, the binary value of which indicates the direction of rotation of the disk 1. If the signal V shown in Fig. 3 assumes a binary "1", the disk 1 rotates in the direction 33. If the signal V has a binary "0", the disk 1 rotates in the opposite direction to 33. The counting pulses obtained by scanning the elements 2 appear at the output 11. A counting and blocking circuit 12 is connected to the outputs 10, 11. If the disk 1 rotates in the direction designated 33 without any vibrations superimposed on the rotation, the counting and blocking circuit 12 forwards the counting pulses specified via connection 11 to its output 13. As soon as the disk 1 rotates in the opposite direction to 33, no more counting pulses are transmitted to output 13. However, during this time the counting pulses occurring at connection 11 are added up and stored. If the movement of the superimposed vibration is reversed, the disk 1 rotates again in the direction 33, but the forwarding of the counting pulses remains blocked until a number of pulses corresponding to the sum of the counted pulses has occurred. If the number of pulses occurring exceeds the stored value, the counting pulses are again transmitted to output 13.
The movement direction detection circuit 9 contains two monostable flip-flops 14, 15, which are connected to the output jig 7. The monostable flip-flop 14 is excited to emit a pulse by a positive signal edge at its input. The flip-flop 15 emits a pulse when the signal edge is negative. The non-inverting output of the flip-flop 14 feeds two NAND gates 16, 17. Another two NAND gates 18, 19 are connected to the non-inverting output of the flip-flop 15. While the NAND gates 16, 19 are directly connected to

so den Ausgang 8 gelegt sind, stehen die NAND-Glieder 17, 18 über ein Inverterglied 20 mit dem Ausgang 8 in Verbindung. Die NAND-Glieder 16, 18 speisen ein NAND-Glied 21. Ein NAND-Glied 22 ist mit den NAND-Gliedern 17, 19 verbunden. Bei den NAND-Gliedern 21,22 sind Jcvertglieder 23,24 nachgeschaltet, an die ein UND-Glied 25 angeschlossen ist, das den Ausgang 11 speist. Die Invertierglieder 23, 24 sind je mit einem Eingang eines aus zwei NAND-Gliedern 26, 27 bestehenden /?5-&Ggr;&udigr;&rgr;&iacgr;1&ogr;&rgr; verbunden, dessen nichtin-so the output 8, the NAND elements 17, 18 are connected to the output 8 via an inverter element 20. The NAND elements 16, 18 feed a NAND element 21. A NAND element 22 is connected to the NAND elements 17, 19. The NAND elements 21, 22 are followed by inverter elements 23, 24, to which an AND element 25 is connected, which feeds the output 11. The inverter elements 23, 24 are each connected to an input of a /?5-&Ggr;&udigr;&rgr;&iacgr;1&ogr;&rgr; consisting of two NAND elements 26, 27, the non-in-

M) vertierender Ausgang an den Anschluß 10 gelegt ist.M) reverse output is connected to terminal 10.

Der Ausgang 10 ist an den Steuereingang für Vor-, Rückwärtszählung eines Zählers 28 gelegt. Der Zähleingang des Zählers 28 steht mit einem ODER-Glied 29 in Verbindung, das von einem Invertierglied 30 und dem Ausgang 11 gespeist wird. Der Zähler 28 spricht auf positiv verlaufende Signalflanken am Zähleingang an. Der Übertrag-Ausgang des Zählers 28 ist mit dem Invertierglied 30 und einem Eingang eines NOR-GliedsThe output 10 is connected to the control input for up and down counting of a counter 28. The counting input of the counter 28 is connected to an OR gate 29, which is fed by an inverter 30 and the output 11. The counter 28 responds to positive signal edges at the counting input. The carry output of the counter 28 is connected to the inverter 30 and an input of a NOR gate.

31 verbunden, das den Ausgang 13 speist. Der zweite Eingang des NOR-Glieds 31 ist über eine Impulsverzögerungsschaltung 32 an den Ausgang 11 gelegt. Die Impulsverzögerungsschaltung 32 enthält nicht näher bezeichnete Elemente, z. B. einen Widerstand, einen Kondensator und eine Diode, die parallel zum Widerstand gelegt ist. Die Reihenschaltung von Widerstand und Kondensator bildet ein Integrierglied. Mit Hilfe der Diode werden die positiv verlaufenden Signalflanken cinverzögert über die Verzögerungsschaltung 32 geleitet. 31, which feeds the output 13. The second input of the NOR gate 31 is connected to the output 11 via a pulse delay circuit 32. The pulse delay circuit 32 contains elements not specified in more detail, e.g. a resistor, a capacitor and a diode that is connected in parallel to the resistor. The series connection of resistor and capacitor forms an integrator. With the help of the diode, the positive signal edges are passed through the delay circuit 32 with a delay.

In dem in Fig. 3 dargestgellten Zeitdiagramm von Siignalen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungen sind in Abszissenrichtung die Zeit t und in Ordinatenrichtung jeweils für jedes Signal die beiden binären Werte »0« und »1« eingetragen. In den NAND-Gliedern 16 und 19 werden jeweils die von den monostabilen Kippstufen 14, 15 abgegebenen Impulse mit dem von der Impulstormerstute 6 erzeugten Rechtecksignai B verknüpft. Es sei angenommen, daß das Signal B gegenüber A um 90° nacheilend phasenverschoben ist, wenn sich die Scheibe 1 in der 1 Richtung 33 dreht. Da die kurzzeitigen Impulse der Kippstufe 14 vor dem Übergang des Signals B auf den binären Wert »1« abgeklungen sind, steht am Ausgang des NAND-Glieds 16 der binäre Wert »1« an. Ebenso sind die von der Kippstufe 15 abgegebenen kurzzeitigen Impulse bereits vor dem Übergang des Signals B auf eine binäre »0« abgeklungen, so daß auch der Ausgang des NAND-Glieds 18 eine binäre »1« führt. Demgegenüber treffen die von der Kippstufen 14,15 erzeugten Impulse an den NAND-Gliedern 17, 19 mit dem Signal B, bzw. dem invertierten Signal von B zusammen. Dies bedeutet, daß für die Dauer dieser Impulse die Ausgänge der NAND-Glieder 17, 19 die binären Werte »0« annehmen. Durch die Verknüpfung der Ausgangssignale der NAND-Glieder 17, 19 im NAND-Glied 22 ergibt sich ein Signal, das bei dem Impuls der Kippstufen 14, 15 den binären Wert »1« aufweist und im übrigen der binären »0« entspricht. Dem vom NAND-Glied 22 abgegebenen Signal, das in Fig. 3 mit Iv bezeichnet ist, ist die Drehrichtung 33 der Scheibe 1 zugeordnet. Das NAND-Glied 21 ist an beiden Eingängen mit binären »1«-Signalen beaufschlagt und gibt daher eine binäre »0« ab. Dem Ausgangssignal des NAND-Glieds 21, dem die zu Richtung 33 entgegengesetzte Richtung zugeordnet ist, entspricht einer binären »0«. Die Zählimpulse des Signals Iv gelangen nach der Invertierung im Element 24 zum UND-Glied 25, dessen Ausgangssignal Z auf den Ausgang 11 übertragen wird. Weiterhin beaufschlagen die Zählimpulse das NAND-Glied 27 des Flipflops, an dessen nichtinvertiertem Ausgang eine binäre »1« ansteht, die über den Ausgang 10 den Zähler 28 auf Vorwärtszählung einstellt. Das Signal am Überlauf-Ausgang des Vor-, Rückwärtszählers ist in Fig. 3 mit O bezeichnet. Solange der Zähler 28 seinen maximalen Zählstand nicht erreicht hat, gibt er an seinem Überlauf-Ausgang eine binäre «1» ab. Deshalb herrscht an einem Eingang des ODER-Glieds 29 eine binäre »0«. Die Zählimpulse am Ausgang 11 gelangen deshalb über das ODER-Glied 29 als Signal CL zum Zähler 28 und erhöhen dessen Zählstand. Aufgrund der binären »1« am Überlauf-Ausgang des Zählers 28 wird das NOR-Glied 31 zur Ausgabe einer binären »0« veranlaßt. Die Weiterbildung der Zählimpulse zum Ausgang 13 wird deshalb gesperrt. Das in Fig. 3 mit Tbezeichnete Signal weist daher eine binäre »0« auf.
Wenn der Inhalt des Zählers 28 die maximale Zählkapazität erreicht hat, dann wechselt das Signal Ü von einer binären »1« auf eine binäre »0« über. Der Zeitpunkt dieses Wechsels ist in Fig. 3 mit f, bezeichnet. Der Übergang erfolgt mit einer gewissen Signalverzögerung nach der positiv verlaufenden Flanke des Zählimpulses. Die Signalverzögerung ist durch Laufzeiten im Zähler 28 bedingt. Der Zählimpuls, der den Zählstand auf den maximalen Wert erhöht hat, kann aufgrund der Laufzeitverzögerung das NOR-Glied 31 nichtIn the timing diagram of signals from the circuits shown in Fig. 1 and 2 shown in Fig. 3, the time t is entered in the abscissa direction and the two binary values "0" and "1" are entered in the ordinate direction for each signal. In the NAND gates 16 and 19, the pulses emitted by the monostable flip-flops 14, 15 are linked to the square-wave signal B generated by the pulse generator 6. It is assumed that the signal B is 90° out of phase with A when the disk 1 rotates in the 1 direction 33. Since the short-term pulses of the flip-flop 14 have decayed before the transition of the signal B to the binary value "1", the binary value "1" is present at the output of the NAND gate 16. Likewise, the short-term pulses emitted by the flip-flop 15 have already decayed before the transition of the signal B to a binary "0", so that the output of the NAND gate 18 also has a binary "1". In contrast, the pulses generated by the flip-flops 14, 15 meet the signal B, or the inverted signal of B , at the NAND gates 17, 19. This means that for the duration of these pulses the outputs of the NAND gates 17, 19 assume the binary value "0". By linking the output signals of the NAND gates 17, 19 in the NAND gate 22, a signal is produced which has the binary value "1" for the pulse from the flip-flops 14, 15 and otherwise corresponds to the binary "0". The signal emitted by the NAND gate 22, which is designated Iv in Fig. 3, is assigned to the direction of rotation 33 of the disk 1. The NAND gate 21 is supplied with binary "1" signals at both inputs and therefore outputs a binary "0". The output signal of the NAND gate 21, which is assigned the direction opposite to direction 33, corresponds to a binary "0". After being inverted in element 24, the counting pulses of the signal Iv reach the AND gate 25, whose output signal Z is transferred to the output 11. The counting pulses also apply to the NAND gate 27 of the flip-flop, at whose non-inverted output a binary "1" is present, which sets the counter 28 to count up via the output 10. The signal at the overflow output of the up/down counter is designated O in Fig. 3. As long as the counter 28 has not reached its maximum count, it outputs a binary "1" at its overflow output. Therefore, a binary "0" is present at one input of the OR gate 29. The counting pulses at output 11 therefore reach the counter 28 via the OR gate 29 as the CL signal and increase its count. Due to the binary "1" at the overflow output of the counter 28, the NOR gate 31 is caused to output a binary "0". The further transmission of the counting pulses to the output 13 is therefore blocked. The signal designated T in Fig. 3 therefore has a binary "0".
When the content of the counter 28 has reached the maximum counting capacity, the signal Ü changes from a binary "1" to a binary "0". The time of this change is marked with f in Fig. 3. The transition takes place with a certain signal delay after the positive edge of the counting pulse. The signal delay is caused by the running times in the counter 28. The counting pulse that has increased the count to the maximum value cannot reach the NOR gate 31 due to the running time delay.

&iacgr;&ogr; passieren. Nach der Umschaltung des Signals LJ auf eine binäre »0« ist das ODER-Glied 29 und der Zähleingang des Zählers 28 ständig mit einer binären »1« beaufschlagt. Der Zähler 28 ist somit gesperrt. Die Impulse des Signals Z gelangen zum NOR-Glied 31, dessen einer Eingang von der binären »0« des Überlauf-Ausgangs des Zählers 28 beaufschlagt ist. Das NOR-Glied 31 leitet deshalb die Impulse an seinem Eingang invertiert weiter zum Ausgang 13. Nach dem Zeitpunkt /, treten deshalb ZähiinipuiNc um Ausgang 13 auf, die nachgeschalteten, nicht dargestellten Einrichtungen zugeführt werden. Der maximale Zählstand des Zählers 28 ist kleiner als die bei einer Abtastung einer vollen Umdrehung der Scheibe 1 auftretende Zahl von Impulsen. &iacgr;&ogr; happen. After the signal LJ has switched to a binary "0", the OR gate 29 and the counting input of the counter 28 are constantly charged with a binary "1". The counter 28 is thus blocked. The pulses of the signal Z reach the NOR gate 31, one input of which is charged with the binary "0" of the overflow output of the counter 28. The NOR gate 31 therefore passes the pulses at its input in inverted form to the output 13. After the time /, counting pulses therefore occur at the output 13 which are fed to downstream devices not shown. The maximum count of the counter 28 is less than the number of pulses which occur when scanning a full revolution of the disk 1.

Wenn die Scheibe 1 zu Beginn eines Arbeitsgangs anläuft, kann die Freigabe der Zählimpulse des Signals T an nachgeschaltete Einrichtungen zum Zeitpunkt /, erfolgefc.When disc 1 starts to move at the beginning of an operation, the counting pulses of signal T can be released to downstream devices at time /.

Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt t_z infoige einer überlagerten Schwingung die Drehrichtung der Scheibe 1 umgekehit wird. In diesem Fall eilt das Signal B dem Signal A um 90^; vor. i$ei Verknüpfung des Signals B mit den von den Kippstufen 14, 15 erzeugten Impulsen ergibt sich als Signal Iv am NAND-Glied 22 eine binäre »0«. Dagegen treten nun am Ausgang des NAND-Glieds 21 als Signal I_R Impulse auf, deren erster über den Inverter 23 das Flinflop zurücksetzt. Die Zurücksetzung erfolgt mit der positiv verlaufenden Flanke dieses Impulses. Daher wechselt das Signal V amIt is assumed that at time t _z the direction of rotation of disk 1 is reversed due to a superimposed oscillation. In this case the signal B leads the signal A by 90 ^; . By combining the signal B with the pulses generated by the flip-flops 14, 15 a binary "0" results as signal Iv at the NAND gate 22. In contrast, pulses now appear at the output of the NAND gate 21 as signal I _R , the first of which resets the flip-flop via the inverter 23. The reset takes place with the positive edge of this pulse. Therefore the signal V at the

■to Voreinstelleingang des Zählers 28 von einer binären »1« auf eine binäre »0« über. Dies bewirkt eine Umschaltung des Signals Ü von einer binären »0« auf eine binäre »1«, da bei Rückwärtszählung ein anderer maximaler Zählstand für die Überlauf-Anzeige maßgebend ist.■to preset input of counter 28 from a binary »1« to a binary »0«. This causes the signal Ü to switch from a binary »0« to a binary »1« since a different maximum count is decisive for the overflow display when counting backwards.

Da die Umschaltung des Signals Ü von der negativ verlaufenden Flanke des Zählimpulses Z ausgelöst wird, ist trotz der Signallaufzeiten im Flipflop, im Zähler 28 und im Invertierglied 30 die binäre »0« am ODER-Glied 29 vorhanden, wenn die positiv verlaufende Flanke des Zählimpulses am ODER-Glied 29 eintrifft. Der Zählimpuls wird daher gleichzeitig zur Verminderung des Zählstands des Zählers 28 ausgenutzt. Durch die Signalverzögerung im Element 32 gelangt die negativ verlaufende Flanke des Zählimpulses in einem Zeitpunkt zum NOR-Glied 31, zu dem das Signal 0 bereits eine binäre »1« aufweist. Der Zählimpuls wird somit nicht an den Ausgang 13 weitergeleitet. Alle Zählimpulse des Signals I_R vermindern den Inhalt des Zählers 28, während am Ausgang 13 kein Zählimpuls auftritt.Since the switching of the signal Ü is triggered by the negative edge of the counting pulse Z, despite the signal propagation times in the flip-flop, in the counter 28 and in the inverter element 30, the binary "0" is present at the OR element 29 when the positive edge of the counting pulse arrives at the OR element 29. The counting pulse is therefore simultaneously used to reduce the count of the counter 28. Due to the signal delay in element 32, the negative edge of the counting pulse reaches the NOR element 31 at a time when the signal 0 already has a binary "1". The counting pulse is therefore not passed on to the output 13. All counting pulses of the signal I _R reduce the content of the counter 28, while no counting pulse occurs at the output 13.

Zum Zeitpunkt t_} kehrt sich die Richtung der überlagerten Schwingung um und verläuft gemäß der Richtung 32. Die Zählimpulse treten daher wieder am Ausgang des NAND-Glieds 22 auf und schalten über das Flipflop den Zähler 28 auf Vorwärtszählung um. Da jedoch der Inhalt des Zählers 28 kleiner als der maximale Zählstand ist, steht am Übertag-Ausgang weiterhin die binäre »1« an. mit der das NOR-Glied 31 gegenAt time t _} the direction of the superimposed oscillation reverses and runs in the direction 32. The counting pulses therefore appear again at the output of the NAND gate 22 and switch the counter 28 to counting forwards via the flip-flop. However, since the content of the counter 28 is less than the maximum count, the binary "1" is still present at the superimposed output. with which the NOR gate 31 counters

die Weiterleitung von Zählimpulsen gesperrt wird. Die Zählimpulse erhöhen aber den Zählstand. Sobald der maximale Zählstand erreicht ist, treten die oben in Verbindung mit dem Zeitpunkt /, beschriebenen Vorgänge auf und die Zählimpulse gelangen anschließend zum Ausgang 13.the forwarding of counting pulses is blocked. The counting pulses, however, increase the count. As soon as the maximum count is reached, the processes described above in connection with the time /, occur and the counting pulses then reach output 13.

Zählinjpulse werden bei überlagerten Schwingungen vom Zeitpunkt der Umkehr der Bewegungsrichtung bis zu dem Zeitpunkt nicht weitergeleitet, an dem die Scheibe 1 wieder an der vor Beginn der Störung eingenommenen Lage angekommen ist. Es wird dadurch verhindert, daß nachgeschaltete Einrichtungen Zählimpulse erhalten, die von störenden Schwingungen hervorgerufen worden sind.In the case of superimposed vibrations, counting pulses are not transmitted from the time the direction of movement is reversed until the time at which disk 1 has returned to the position it was in before the disturbance began. This prevents downstream devices from receiving counting pulses caused by disturbing vibrations.

Die Vorrichtung der oben beschriebenen Art kann is vorteilhafterweise bei Werkzeugmaschinensteuerungen mit inkrementaler Messung der Lageistwerte eingesetzt werden. Auch bei der Registerregelung läßt sich die Vorrichtung verwenden, wenn die Erfassung der Drehwinkel mittels einer rotierenden Scheibe 1 nach dem 2» Inkrement-Verfahren erfolgt.The device of the type described above can be used advantageously in machine tool controls with incremental measurement of the actual position values. The device can also be used in register control if the angle of rotation is recorded using a rotating disk 1 according to the 2» increment method.

Es reicht aus, wenn die mit dem Ausgang 13 verbundenen Schaltkreise, bei denen z. B. Istwertzähler für Lageregeleinrichtungen benutzt werden, nur in einer Zählrichtung arbeiten. Durch die Verwendung dieser Elemente ergeben sich erhebliche schaltungstechnische Einsparungen. Da die überlagerten Störbewegungen in der Regel nur kleine Amplituden aufweisen, kann die Zählkapazität des Vor-, Rückwärtszählers 28 klein sein. Dies bedeutet eine weitere Reduzierung des Aufwands.It is sufficient if the circuits connected to output 13, in which, for example, actual value counters are used for position control devices, only work in one counting direction. The use of these elements results in considerable savings in circuitry. Since the superimposed disturbance movements usually only have small amplitudes, the counting capacity of the up/down counter 28 can be small. This means a further reduction in the effort.

Dit oben beschriebene Anordnung arbeitet sowohl bei Bewegung in der Richtung 33 als auch bei umgekehrter Bewegung der Scheibe 1 einwandfrei. Mit der Umschaltung der Bewegungsrichtungen wird eine der Zählkapazität bzw. dem Voreinstellwert entsprechende Anzahl von Impulsen gesperrt. Diese Eigenschaft kann uuZu ausgenutzt werden die ricriti°s Anzahl \^/r*n ZähJ-impulsen trotz Spiel in den Antriebselementen auszugeben. Hierfür wird die Zählkapazität bzw. der Voreinstellwert auf einen dem Spiel entsprechenden Wert eingestellt. Es ergeben sich dabei mehrere Vorteile. So wird trotz Umkehr der Bewegungsrichtung und Spiel in den Antrieben stets die der Lage des zu steuernden Elements entsp. chende Zahl von Zählimpulsen ausgegeben. Ein gesondertes Signal, das die Umschaltung der Bewegungsrichtung den nachgeschalteten Lageregelkreisen meldet, ist bereits im Richtungsdiskriminator enthalten. Dieses Signal kann an die Steuereingänge für die Zählrichtung der Istwertzähler der Lageregelkreise gelegt werden.The arrangement described above works perfectly both when the disk 1 moves in direction 33 and when it moves in the opposite direction. When the directions of movement are changed, a number of pulses corresponding to the counting capacity or the preset value is blocked. This property can also be used to output the correct number of counting pulses despite play in the drive elements. For this purpose ^, the counting capacity or the preset value is set to a value corresponding to the play. This has several advantages. Despite a reversal of the direction of movement and play in the drives, the number of counting pulses corresponding to the position of the element to be controlled is always output. A separate signal which reports the change in the direction of movement to the downstream position control loops is already contained in the direction discriminator. This signal can be applied to the control inputs for the counting direction of the actual value counters of the position control loops.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Arrangement for scanning a grid scale moving in a specified direction for the generation of counting pulses while avoiding errors caused by superimposed interference movements, in that when moving against the specified direction, the output of counting pulses to downstream processing elements is blocked, the counting pulses that occur are summed up in an up and down counter with a specified counting capacity that is smaller than the number of pulses that occur when the total length of the grid scale is scanned, and after the interference movement has changed to the specified direction, the output of counting pulses is only released when the number of counting pulses that have occurred exceeds the sum of the counting pulses that have occurred in the opposite direction, characterized by the combination of the following features:

a) the up and down counter (28) is designed to be presettable and is provided with only one counting input, which can be loaded with the counting pulses occurring in both directions of rotation,

b) the counting direction of the up and down counter (28) can be switched to forward counting when moving in the specified direction (33) and backward counting when moving in the opposite direction via a direction discriminator (9) monitoring the direction of movement of the grid scale,

c) With a sum of pulses corresponding to the preset value, the counting pulses derived from the grid scale (1) can be passed on via a NOR gate (31), one input of which is connected to the carry output of the up/down counter (28), the counting input of which can be supplied with the inverted signal of the carry output and with counting pulses from the grid scale (1) via an OR gate (29), the counting pulses being able to be fed to the second input of the NOR gate (31) via a negative pulse edge delaying circuit (32).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that two signals (A, B) which are phase-shifted by 90° relative to one another can be generated by the grid scale (1), which can be fed to the direction discriminator (9), in which two monostable flip-flops (14, 15) can each be triggered by a signal (A) with the positive or negative signal edge, that the flip-flops (14, 15) each feed two NAND elements (16, 17, 18, 19), of which two (16, 19) can be supplied with the second signal (B) and two (17, 18) with the inverted second signal (B) , and that the NAND elements (16, 19 and 17, 18) supplied with the non-inverted and inverted signal (B) are connected to a further NAND element (22, 21), wherein the further NAND gates (22, 21) are followed by inputs of an rtS flip-flop (26, 27), to whose output (10) the counting direction input of the counter (28) is connected.

The invention relates to an arrangement for scanning a grid scale moved in a fixed direction according to the preamble of claim 1.

Such an arrangement is known. In this arrangement, the up and down counter has separate inputs for the pulses assigned to the up and down counting directions. The known arrangement is therefore only suitable for grid scales,

&iacgr;&ogr; which emit different impulses for the two directions of movement. In the known arrangement, wrong-path impulses are suppressed by a circuit consisting of gate circuits and flip-flops. If more than two wrong-path impulses are to be suppressed, the circuit complexity becomes high (DE-AS 12 71 413).

A circuit arrangement is also known for eliminating interference pulses that occur when a measuring device is scanned. The arrangement also only processes pulses that are assigned to one counting direction. The pulses corresponding to the two directions of movement are fed to a counting input of an up and down counter via an interference signal suppression circuit and directly to the other input. This arrangement only prevents incorrect counts due to short-term interference pulses (DE-AS 18 14 745).

Finally, a discriminator circuit for forming the directional decision from two pulse series that are phase-shifted against each other is also known (DD-PS 72 289).

The invention is based on the task of further developing an arrangement of the type described in the preamble of claim 1 in such a way that, with a simple structure, it can be easily adapted to grid scales with different numbers of markers and different deflections of the interference movements, even in the case of larger interference movements, in order to eliminate errors, and that, when forwarding the counting pulses to the downstream processing elements, when the direction of movement of the grid scale is reversed, counting pulses are counted and not wrongly forwarded despite signal propagation times in the arrangement.

The object is achieved according to the invention by the features described in the characterizing part of claim 1.

By increasing the counting capacity, this arrangement can be adapted to larger disturbances with numerous counting pulses generated per disturbance without changing the circuit structure. The setting can be made on site, e.g. during commissioning. The preset value can be adjusted to the size of the maximum disturbances generated during operation of a system by adding a safety value.

Preferably, the counting capacity or the preset value of the up and down counter is set to the size of the play of a drive device. Such play occurs, for example, between pull spindles and spindle nuts. Play can also be present in gears. If the direction of rotation is reversed, then the spindle nut or the output shaft of the gear only starts moving after the play has been overcome. The grid scale, which is mainly directly connected to the drive element, begins to move immediately. By setting the counting capacity or the preset value to the