170235. lajstromszámú szabadalom • Vezérlőkészülék sík pályán két irányban előre és hátra mozgatható testek, pl. magasraktári felrakógépek megfogási tartományon belüli célpontba való finomvezérlésére
170235 3 4 területen viszont járulékos hátrányt jelent az előbbiekben leírt távolságingadozás, mely miatt az álló (mozgó) érzékelő és a mozgó (álló) jeladó közötti közvetlen érintkezés általában megbízhatatlan, illetve csak igen nagy ráfordítással tehető megbízhatóvá. Azok az ismert megoldások (pl. a szerszámgépvezérlésnél), melyeknél a helyzetérzékeléshez fényforrást, terelő tükröket és fényérzékelőket alkalmaznak, szintén igen érzékenyek a viszonylagos távolság ingadozására, pedig ezeknél egyéb okokból a teljes pályahossz mentén a relatív helyzet ingadozása érthetően nagyságrenddel kisebb, mint a szállítóberendezéseknél, melyeknél a menesztő felületek pontos illesztése indokolatlan és gazdaságilag tarthatatlan. A két irányban mozgatható testeknél ezért a helyzetérzékelést mozgási irányonként külön végzik precíziós eszközökkel, ami megkönnyíti a geometriai kötöttségek betartását. Egyrészt azonban még ilyen módon sem lehet a távolságingadozás megengedhető mértékét megnövelni (csupán annak betartását valamivel könnyebbé tenni), másrészt az egymástól függetlenül két irányban végzett érzékelés és vezérlés együttfutási hibát rejt magában, mely az egyenként esetleg tűrési határon belül maradó érzékelés esetén is a tűréshatárt meghaladó eredő pozícionálási eltérést okoz. Találmányunk tárgya olyan készülék, mely tartalmaz a haladó test felületén elrendezett pontszerű sugárfonást, pl. fényforrást, és a pálya mentén — a célpontoknak megfelelően — elrendezett visszaverő felületek, pl. tükrök, seregét, s mely kialakításánál fogva — az ilyen típusú ismert készülékektől eltérően - egyáltalán nem érzékeny a mozgó test befoglaló síkja és a vele szemben fekvő állványzati sík közötti távolság ingadozására, amellett a két irány közötti együttfutási hibától is független, mert a kétirányú helyzetváltozást geometriai kényszerkapcsolatban érzékeli és az így kapott helyzetjelek segítségével együttfutóan célba vezérli mindkét irányban a testet. Találmányunkat az jellemzi, hogy a) a haladó test felületén — egy síkban — négy egyezően kialakított sugárérzékelő elem, pl. fotódióda, oly módon van elrendezve, hogy szabályos négyszög négy csúcsát alkotják, mely szabályos négyszög két-két szemben fekvő párhuzamos — 2*lx , illetve 2-L hosszúságú, oldala egy-egy mozgásiránnyal párhuzamos irányú; b) a sugárforrás e négyszög súlypontjában van elrendezve; c) a visszaverő felületek hasonló alakú, egyező irányítású négyszögek, melyeknél a szemben fekvő két-két párhuzamos oldal hossza: lx , illetve l y ; d) a sugárérzékelők kimenetei — legalább négy bemenetű és négy kimenetű — logikai hálózat egy-egy bemenetére vannak kötve; e) e logikai hálózat egy-egy kimenete egy-egy működtető kapcsoló jelbemenetére van kötve. Célszerűen lx = l y , a négyszög legcélszerűbb alakja a négyzet, de ha pl. a két mozgásirány nem merőleges egymásra, akkor a négyszög lehet rombusz, ha pedig a megfogási tartomány oldalai a két irányban eltérő mértékűek, alakja lehet téglalap. Találmányunkat részletesebben ábrák kapcsán magyarázzuk. Az 1. ábrán látható az érzékelő rendszer elhelyezése a pálya és a test egymással szemben fekvő felületeire merőleges síkban. A 2., 3., és 4. ábra a visszavert sugár útját mutatja, mégpedig a 2. ábrán abban a pillanatban, amikor a mozgó test a megfogási 5 tartomány határát az egyik oldalról megközelítette, a 4. ábrán abban a pillanatban, amikor azt a másik oldalról megközelítette, végül a 3. ábrán amikor egyik mozgásirányban a test a célpontba pontosan beállt. Az 5. ábra a pontos beállás állapotát mutatja perspek-10 tivikus ábrázolásban. A 6. ábra az érzékelésnek távolságingadozásra való érzéketlenségére ad geometriai szemléltetést, a 7. ábra egy példaképpeni vezérlő készülék kapcsolásának tömbvázlatát mutatja, a 8. ábra pedig a logikai hálózat egy példaképpeni kivitelé-15 nek tömbvázlatát. Az 1. ábrán látható, hogy az 1 test felületén elrendezett 3 fényforrás fénye az 5 állványzaton elrendezett 4 tükörre úgy esik be, hogy a beesési 6 merőlegessel a szöget zár be. Ennek megfelelően a 20 tükör azt -a szöggel veri vissza és így az adott helyzetben éppen eltalálja a 2 fotódiódát, mely ennek hatására kimenő jelet ad a 8 jelformáló és erősítő felé. Nyilvánvaló, hogy az 1. ábrán mutatott dióda mindaddig kap fényjelet, amíg a fényforrásból ilyen 25 szögben kilépő sugár eléri a tükör felületét. A megfogási tartomány hossza tehát az ábrázolt - pl. x — irányban a tükörnek ebben az irányban mérhető — pl. lx — hossza. A visszavert fénysugarat a 2 fotódióda úgy érzékeli, mintha àz a 3—5. ábrákon berajzolt 7 30 virtuális pólusból érkezne. Ha az állványzat és a mozgó test szemben fekvő síkjait első közelítésben párhuzamosnak tekintjük, akkor a mozgó test síkjának felületi 6' normálisa párhuzamos a beesési 6 merőlegessel. 35 Vizsgáljuk a rendszer magatartását az egyik, pl. az x irányban való haladás során. Kiinduló feltételünk az volt, hogy a szomszédos 2 fotódiódák egymástól való távolsága 2'1X , ha a tükör hossza l x . A 2—4. ábrákból felismerhető optikai összefüggések alapján mondhat-40 juk, hogy egyetlen 2 fotódiódára sem juthat el a 3 sugárforrás fénye, amíg a felületi 6' normális és a beesési 6 merőleges közötti távolság d>lx . Amikor az 1 test valamelyik oldalról annyira megközelítette a célpontot, hogy d = lx (L. 2. ábrát), az egyik 2 45 fotódióda éppen a 6 merőleges vonalában fekszik és már érzékeli a 3 fényforrás fényét. Továbbhaladás esetén a d távolság állandóan csökken és amikor d = 0 (L. 3. ábrát), a 6' normális fedésbe került a 6 merőlegessel. Ekkor mindkét 2 fotódióda távolsága a 50 6 merőleges x irányú vetületétől éppen lx , így mindkét dióda kap fényt. Ugyanez a játék megy végbe, ha az 1 test a másik oldalról közelíti meg a célpontot (L. 4. ábrát), csupán a 2 fotódiódák aktiválási sorrendje fordított. S ugyanez a játék megy 55 végbe y irányban is. Ennek megfelelően a pontos célpontba beállás esetén az 5. ábrán átható kép alakul ki, mikor is mindnégy 2 fotódióda éppen lx távolságra van a 6 merőleges x illetve y irányú vetületétől és kimenő jelet ad. Ha bármely irányban eltérne a test 60 helyzete ettől az állapottól, legalább két 2 fotódióda távolabbra kerülne a 6 merőlegestől lx -nél és ezek a 2 fotódiódák nem adhatnának kimenőjelet. A fenti játékból adódik a vezérlési metodika. Adjuk be a diódák kimenő jeleit a 7. ábrán látható 8, 65 9, 10 és 11 jelformáló és erősítő fokozatokon át 12 2
