190501. lajstromszámú szabadalom • Berendezés állandóo és/vagy változó vonalvastagságú vonalak követéssre
1 190.501 2 A találná ny berendezés állandó és/vagy változó vonalvastagságű vonalak követésére, mely szabályozásnál bázisul a követendő vonal geometriai középvonalát alkalmazza, ezáltal kiküszöböli a változó vonalvastaság okozta hibalehetőségeket az irodalomból és a gyakorlatból a vonalkövetési eljárás és berendezés számos megoldása ismeretes. A leggyakoribb megoldásnál az érzékelőfej két fényérzékeny elemet általában két fotótranzisztort tartalmaz, melyek árama arányos a rajzról visszavert fénnyel, ezárt annak a tranzisztornak az árama lecsökken, amelyik a vonal fölé kerül. A két áram különbségeirány és értékhelyesen megadja az érzékelőfej középvonalának a görbétől mért eltérését, ha az eltérés az érzékelőfej érzékelési lineáris tartományán belüli tartományban van. A lineáris tartomány hossza a fényérzékelő elemek távolságától függ és általában 2-4 mm. Ilyen fotóelektromos automatikus görbekövetó berendezést ismertet az 1 170 510 lajstromszámú Auslegeschrift, melynél egy két fotóelektromos vevőt .tartalmazó forgatható letapogatófej van. A két vevő egymás mellett párhuzamosan elhelyezkedő két fényérzékeny felületet tapogat le lengő tükör segítségével. Az egyik vevő jele végzi a letapogató fej forgatását és a görbe érintője szerinti iránybeállítást, a másik az oldalirányú eltérést korrigálja. A két jel egy koordináta váltón keresztül két állítómotort vezérel két egymásra merőleges koordináta irányban. E megoldás hátránya, hogy erős görbületeknél az előtolás sebessége a koordinátaváltó szögsebességének függvényében csökken. Változó vonalvastagság esetén pedig képtelen a vonal változásának követésére. Hátránya továbbá, hogy az érzékelő csak Y irányú eltérésről szolgáltat információt és ezt is annál kisebb érzékenységgel, minél nagyobb a görbe meredeksége, Y irányú vagy ahhoz közel-áiló vonalat nem tud értékelni. A 171068 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásból megismerhető eljárás fotoelektiomos érzékelőfejjel, elektronikus jelátalakítóval és fejet mozgató szervőrendszerrel működő görbekövetőknél a görbe elvesztésének megakadályozására szolgál. Az érzékelőfejben három hasonló tulajdonságú fényérzékelő eszközt alkalmaz, melyek kimeneti jeleit összehasonlítva egy áramkörrel megállapítja a görbe és a fej kölcsönös helyzetét és az érzékelési tartományon belül fekvő görbe esetén az eltéréssel arányos jelet adnak a szervorendszer bemenetére, míg a görbe elhagyásának pillanatától kezdve, az elhagyás irányát megállapítva az újbóli utolérésig egy analóg vagy digitális tárolóelem felhasználásával az utoléréshez szükséges polaritású állandó vezérlőjelet kapcsolnak a szervorendszer bemenetére. Az elvesztési folyamat akkor kezdődik, amikor a görbe nagyobb meredeksége, vagy a gyors x-irányú eltérítés következtében a követési hiba megnő és a görbe kilép a fej lineáris tartományából. Ebben a pillanatban a fej még szolgáltat hasznos jelet, melynek polaritása jellemző az elvesztés irányára. Az elvesztés irányát tárolni kell. Ha ezzel egyidőben a teljesítményerősítő bemenetére a fototranzisztorok áramából előállított hibajel helyett a tárolt polaritású állandó értékű feszültséget kapcsolnak, akkor a fej állandó sebességgel a görbe felé halad amíg az ismét a fej lineáris tartományába kerül. Ekkor a teljesítményerősítőre ismét a fototranzisztorok áramából előállított követési hibával arányos jelet kell kapcsolni. A követés üzemmódja a fej és a görbe közötti követési hibától függ. Ezért a kapcsoló működtetésére olyan vezérlőjelet kell előállítani, mely egyértelműen jelzi, hogy a görbe a fej lineáris tartományában van-e vagy sem. Az érzékelőfej tengelyében elhelyezett harmadik fototranzisztor segítségével ez lehetővé válik. Az 1167149 lajstromszámú angol szabadalmi leírás olyan érzékelőfejet ismertet, melybe izzólámpa annak fényét keskeny nyalábra korlátozó apertura, a fénynyalábot követendő rajz egy pontjára összpontosított gyűjtőlencse, a rajz síkja és a gyűjtőlencse között elrendezett, motorral forgatott fordítóprizma, valamint a fénynyaláb visszavert részét beépített fotoelektromos érzékelőre vetítő, az apertura 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 és a fotoelektromos érzékelő kimenetén a fénynyalábnak a rajz vonalán történő áthaladásakor pulzusjellegű kimenőjel jelenik meg. A megoldás hátránya viszonylag nagy mérete és nagy tömege, mely bonyolult felépítése 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 kis méretű x-y koordinátaírón történő alkalmazásra a fenti érzékelőfej alkalmatlan. A 163496 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásból fotoelektromos érzékelőfej ismerhető meg x-y koordinátaírók görbekövető egységéhez. A szinkronmotorral forgatott dobban a dob tengelyéhez képest excentrikusán gyűjtőlencse van egy foglalatban rögzítve. A dob tengelyvonalában fotoelektromos érzékelő található. A lencse fókusz távolságnyira van az egyenletesen megvilágított papírtól s így forgás közben a papír síkjában fekvő letapogatási kör kerületi pontjainak világosságával arányos fénymennyiség jut az érzékelőre, ami célszerűen fotodióda. A fotoelektromos érzékelő kimenő jele arányos a iájutó fény pillanatnyi értékével. Azokban a pillanatokban, amikor az érzékelő a letapogatási kör és a papíron levő görbe metszéspontjáról kapja a fényt lecsökken a kimenő jel értéke, így eg/- körülfordulás alatt két impulzust kapnak kimenő jelként. A kimenő jel fo frekvenciájú összetevőjének amplitúdója közel arányos az érzékelő tengelyének a görbétől mért távolságával, 2 fo frekvenciájú összetevőjének fázisa arányos a görbe irányszögével. A letapogatási kör átmérője a letapogatandó vonalvastagság öt-nyolcszorosa. A forgófejes megoldások közös hátránya, hogy a letapogató kör viszonylag najy átmérője (5-8-szorosa) lehetetlenné teszi Ids sugarú görbületek követését Hátrányként jelentkezik még, hogy csak előirt vonalvastagsággal megrajzolt görbét követhet Az 1934667 lajstromszámú NSZK Auslegeschrift berendezést ismertet görbék letapogatására és követésére a görbék érintő iránya szerint utánaforgatható letapogató fejjel és azzal együtt elforgatható szögfüggvény adóval, melyet egy U amplitúdójú, a lineáris előtolási sebességet biztosító váltakozó áramú jellel táplálnak, melynek kimenő jelei fázisvezérelt démodulé torok referenciajelein keresztül a letapogató fej két merőleges koordináta szerinti meghajtása céljából 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
