163496. lajstromszámú szabadalom • Fotoelektromos érzékelőfej X-Y koordinátaírók görbekövető egységéhez
3 163496 4 a 2. ábrán. A fej tengelyében elhelyezett 8 fényérzékelő kimenet jele (a hibajel) komponensekre bontás után az X és Y irányú mozgatást végző szervókra jut, és azok a fejet addig mozgatják, míg a tengelyvonal a 2 görbét nem metszi. Ebben a mozgatásban az X illetve Y rendszernek attól függő sebességgel kell résztvenni, hogy mekkora az eltérés, és milyen irányú a görbe. A hibajel görbe irányától függő komponensekre bontását a 7 rezolver végzi. A 6 tengelyt és vele együtt a rezolvert ugyanis az 5 szervomotor úgy forgatja, hogy a 9 fényérzékelő is mindig a görbe fölött legyen. A 9 fényérzékelőből, a 3 jelátalakítóból, a 4 erősítőből és az 5 motorból álló rendszer egy olyan önálló szabályozási kör, mely a tengely elfordításával követi a görbe irányának (meredekségének) változásait. A 8 és 9 fényérzékelők maguk is valamilyen, az 1. csoportba sorolható tulajdonságú egységek. Az ilyen és ehhez hasonló felépítésű rendszerek tehát bonyolult és drága elektromechanikus szerkezeteket tartalmaznak. Ezenkívül méretük és súlyuk miatt sem alkalmasak X—Y koordinátaírók görbekövető előtétegységéhez. Ismeretes továbbá olyan érzékelőfej (1 167 149 lsz,. G. 0.6 K 11/02 osztályú angol szabadalmi leírás] amelybe izzólámpa, az izzólámpa fényét keskeny nyalábra korlátozó apertúra, a fénynyalábot a követendő rajz egy pontjára összpontosító gyűjtőlencse a rajz síkja és a gyűjtőlencse között elrendezett, motorral forgatott fordítóprizma, valamint a fénynyaláb visszavert részét beépített fotoelektromos érzékelőre vetítő, az apertúra és a gyűjtőlencse között elrendezett tükör vagy prizma van beépítve. Az érzékelőfej fordítóprizmája a fénynyalábnak és a fényelektromos érzékelő látómezejének helyét a rajzon körív mentén periodikusan változtatja s a fotoelektromos érzékelő kimenetén a fénynyalábnak a rajz vonalán történő áthaladásakor pulzusjellegű kimenőjel jelenik meg. A megoldás hátránya viszonylag nagy mérete, és nagy tömege, amely a bonyolult felépítés miatt nem csökkenthető. Oldalirányú kiterjedése az optika mellett elhelyezendő motor és fotoelektromos érzékelő miatt, hosszirányú kiterjedése a fényforrás beépítése, az optikai elemek sora miatt csak korlátozottan csökkenthető. Mindezek miatt kisméretű (pl. A4 , A 3 méretű) X—Y koordinátaírón történő alkalmazásra a fenti érzékelőfejek alkalmatlanok. Célunk a találmány szerinti megoldással a fenti hátrányok kiküszöbölése, egyszerű felépítésű kis méretekben elkészíthető érzékelőfej létrehozása, amely tetszőleges irányú görbét is követni képes. A találmány szerinti megoldásban a gyűjtőlencse szinkronmotor hajtású dobban, a dob tengelyéhez képest excentrikusan van rögzítve, a fotoelektromos érzékelő a dob tengelyvonalában van elrendezve. Célszerűen a gyűjtőlencse excentricitása által megszabott letapogatási kör átmérője a letapogatandó vonalvastagság 5—8-szorosa. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy egyszerű felépítésű, kis méretekben megvalósítható kis tömegű, így kisméretű X—Y koordináta írókhoz is előnyösen alkalmazható, alkalmazásával nagyobb letapogatási sebesség valósítható meg, mint az ismert, tetszőleges irányú görbe követésére alkalmas érzékelőfejek alkalmazásával. Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az 5 1. ábra ismert megoldású egyetlen koordináta iránybanérzékenyérzékelőfej, a 2. ábra ismert megoldású, tetszőleges irányú görbe követésére alkalmas érzékelőfej, a 3. ábra a találmány szerinti érzékelőfej kiviteli alakja, a 10 4. ábra az érzékelőfej metszete, az 5. ábra kimenőjel. Az 1. és 2-es ábrán feltüntetett megoldásokat a technika állásának leírásánál ismertettük. A 3. ábrán a talál-15 mány szerinti érzékelőfej perspektivikus rajza, a 4. ábrán az érzékelőfej metszete van feltüntetve. 6 szinkronmotorral forgatott 5 dobban, a dob tengelyéhez képest excentrikusan 8 gyűjtőlencse van 3 fogla-20 latban rögzítve. Az 5 dob tengelyvonalában fotoelektromos 7 érzékelő van rögzítve. A lencse fókusztávnyira van az egyenletesen megvilágított 1 papírtól és így forgás közben a papír síkjában fekvő letapogatási 4 kör kerületi pontjainak világosságával arányos fénymennyi-25 ség jut a forgástengelyben elhelyezett 7 érzékelőre, ami célszerűen egy fotodióda. A fotoelektromos érzékelő kimenő jele arányos a rájutó fény pillanat-értékével, a kimenő jel időfüggvénye az 5. ábrán van feltüntetve. Azokban a pillanatokban, amikor a 7 érzékelő a le-30 tapogatási 4 kör és a papíron levő 7 görbe metszéspontjáról kapja a fényt, lecsökken a kimenőjel értéke, így egy körülfordulás alatt két impulzust kapunk kimenő jelként. A kimenőjel f0 frekvenciájú összetevőjének amplitúdó-35 ja közel arányos az érzékelő tengelyének a görbétől mért távolságával, 2 f0 frekvenciájú összetevőjének fázisa arányos a görbe irányszögével. Az 5 dobot hajtó 6 szinkronmotor kialakítható úgy, 40 hogy tekercseléssel ellátott állórészének pólusai koncentrikusan az 5 dob kerülete mentén helyezkednek el, a szinkronmotor forgórészét pedig a dobbal összeépített állandó mágnes képezi. Ezzel a felépítéssel 0 12 mm x 25 mm méretben is megvalósítható az érzékelőfej és 45 ebben a méretben már a hajtó 6 szinkronmotor is beleértendő. A szinkronmotorral történő hajtás további előnyt is eredményez: Ha az X; Y irányú mozgatást kétfázisú szervomotorok végzik, és gerjesztésüket ugyanarról a 50 hálózatról (célszerűen 50 Hz) kapják, mint az érzékelőfej szinkronmotorja, akkor kihasználhatjuk azt a tulajdonságukat, hogy csak a gerjesztéssel megegyező frekvenciájú vezérlőjelre érzékenyek. Ez lényegesen egyszerűsíti az érzékelőfej és a szervomotorok közé kerülő elektronikus 55 rendszert. A görbe irányszögével arányos jel szinkrondetektálással nyerhető, amely szinkronmotoros hajtás esetén egyszerűen megoldható. Az 1. csoportba sorolt tulajdonságú görbekövetőt 60 például úgy nyerhetünk, hogy az érzékelőfej kimeneti jelét, minden átalakítás nélkül, erősítőn keresztül az Y irányban mozgató motor vezérlésére adjuk. A motor a jel f0 frekvenciájú összetevőjét fázisérzékenyen érzékeli és írányhelyes elmozdulást hoz létre. 65 Ha a 2. csoportba sorolt tulajdonságú görbekövetőt 2
