DE2339874B2 - Photoelektrischer Abtastkopf - Google Patents
Photoelektrischer AbtastkopfInfo
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- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/363—Direction discrimination
Description
40 geschaltet sind, daß je nach der Drehrichtung der
Scheibe Ausgangsimpulse an einem oder dem anderen Ausgang der Richtungsdiskriminatorschaltung auftre-
Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Abtastkopf für einen inkrementalen Winkelstellungsgeber,
enthaltend ein Paar von Abtastvorrichtungen mit je einer Lichtquelle und einem photoelektrischen Empfänger,
durch die der Rand einer drehbaren Scheibe, der ein Muster mit geraden radialen lichtdurchlässigen
Bereichen aufweist, abtastbar ist, und bei dem die Abtastvorrichtungen radial und in peripherer Richtung gegeneinander
so versetzt sind, daß die eine Abtastvorrichtung zur Abtastung des radial inneren Teils der Bereiche
und die andere Abtastvorrichtung zur Abtastung des radial äußeren Teils der Bereiche angeordnet ist
und bei Vorbeilaufen des Musters an den Abtastvorrichtungen von diesen zwei phasenverschobene Impulsfolgen
erzeugt werden.
Bei einer bekannten photoelektrischen Abtasteinrichtung (DT-Gbm 17 63 978) wird eine mit radialen
Schlitzen versehene Scheibe durch insgesamt vier Phototransistoren abgetastet, die in peripherer Richtung
nebeneinander angeordnet sind, so daß sie bei Vorbeiiaufen der radialen Schlitze gegeneinander phasenverschobene
Impulsfolgen liefern. Die Phototransistoren bilden Teile zweier bistabiler Multivibratoren, die in
einer Richtungsdiskriminatorschaltung so zusammen-
Bei inkrementalen Winkelsteüungsgebern wird je
dem Winkelinkrement ein Impuls zugeordnet und die Stellung der Scheibe durch die Summe der von der
Nullstellung an gezählten und aufsummierten Impulse angezeigt. Dabei erfolgt die Einstellung der Scheibe im
allgemeinen in Form eines Einschwingungsvorganges. Es ist daher die Richtungsdiskriminatorschahung erforderlich,
die bei einer Änderung der Bewegungsrichtung der Scheibe eine Umkehrung der Zählrichtung bewirkt.
Die von den verschiedenen photoelektrischen Empfängern erzeugten Impulsfolgen müssen um einen bestimmten
Bruchteil einer durch den Abstand benachbarter Schlitze bestimmten vollen Periode gegeneinander
phasenverschoben <.ein. Wenn die aufeinanderfolgenden
Impulse jeweils von einem Schlitz erzeugt werden, der nacheinander an den verschiedenen photo
elektrischen Empfängern vorbeiläuft, dann müssen die photoelektrischen Empfänger innerhalb eines Schiit/
abstandes in peripherer Richtung nebeneinander angeordnet iein. Da die photoelektrischen Empfänger
endliche Abmessungen haben, oedingt das einen relativ
großen Abstand der Schlitze voneinander, was wieder um die Auflösung des inkrementalen Winkelstellungs
gebers beeinträchtigt. Es werden aus diesem Grunde bei der bekannten Abtasteinrichtung die photoelektrischen
Empfänger um einen Betrag gegeneinander winkelversetzt, der der gewünschten Phasenverschiebung
plus einem ganzzahligen Vielfachen eines vollen Schlitzabstandes entspricht. Dabei werden die einander
zugeordneten, gegeneinander winkelversetzten Impul
se jeweils von verschiedenen Schlitzen hervorgerufen Es läßt sich auch bei hoher Präzision der Fertigung
nicht vtrmeiden, daß die Scheibe eine gewisse Taumel
bewegung gegenüber dem Abtastkopf ausführt. Diese führt zu Phasenverschiebungen der Impulse, und da die
beiden Impulsfolgen an verschiedenen Stellen des Scheibenumfanges abgegriffen werden, können diese
durch die Taumelbewegungen hervorgerufenen Phasenverschiebungen für die verschiedenen Impulsfolgen
unterschiedlich sein. Das kann zu falschen Zählimpulsen am Ausgang der Richtungsdiskriminatorschahung
führen.
Bei der bekannten Anordnung sind die nebeneinander angeordneten photoelektrischen Empfänger auch
in radialer Richtung gegeneinander versetzt, ohne daß dies jedoch einen Einfluß auf den Raumbedarf in peripherer
Richtung hätte.
Es ist durch die DT-OS 19 15 478 weiterhin eine photoelektrische
Abtastvorrichtung bekannt, die ein mit parallelen Schlitzen versehenes bewegliches Teil berührungslos
abtastet und ein sich mit dessen Bewegung stetig änderndes Ausgangssignal liefert. Zu diesem
Zweck sind die Schlitze (Maßstabstriche) an dem Teil sägezahnartig zur Bewegungsrichtung des Teils geneigt
angeordnet, und es sind vier photoelektrische Empfänger in einer sich quer zur Bewegungsrichtung des Teils
erstreckenden Reihe hinter einem Primärspalt im Bereich dieser Schlitze angeordnet. Auf der anderen Seite
des abzutastenden Teils ist eine Lichtquelle vorgesehen, die durch jeweils einen der Schlitze hindurch in
Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Teils einen oder zwei der photoelektrischen Empfänger
mehr oder weniger stark belichtet. Die Intensität der Lichtquelle ist sinusförmig moduliert. Die jeweils be-
lichteten Empfänger liefern mit mehr oder weniger
großer Amplitude, je nach der Stellung des Schlitzes i\x
dem Empfänger, ein sinusförmig moduliertes Signal. Die Signale der vier Empfänger werden durch unterschiedliche
elektrische Phasenschieber (Verzögerungs- s leitungen) nicht bzw. um 90°, 180° und 2 0° phasenverschoben.
Die so phasenverschoben :r> Signale werden dann überlagert Es entsteht durch diese Überlagerung
ein einziges sinusförmiges Ausgangssignal, dessen Phase sich stetig mit der Lage des Schiit/es und dai.nt des
Teils ändert unci das mit einer die Lichtquelle modulierenden sinusförmigen Referenzspannung phasenempfindhch
demoduliert wird. Dadurch ergibt sich eine Gleichspannung, die stetig von der Lage des abgetasteten
Teils abhänge
Bei dieser bekannten Anordnung geht es nicht darum, durch in Bewegungsrichtung gegeneinander räumlich
versetzte Abtastvorrichtungen zwei gegeneinander pJiasenverschobene Impulsfolgen für die Richtungsdiskriminierung
zu erhalten. Vielmehr ha. dort die Neigung zwischen den Maßstabstrichen und dem Primärspalt
den Sinn, eine Interpolation der Stellung zu ermöglichen. Die Phasenverschiebungen der Empfänger
signale werden mittels Verzögerungsleitungen erhalten.
Der Erfindung 'iegt die Aufgabe zugrunde, einen Abtastkopf
der eingangs definierten Art so auszubilden, daß auch bei geringem Abstand der Schlitze beide Impulsfolgen
an im wesentlichen der gleichen Stelle des Umfangs der Scheibe abgegriffen werden, um einen
Einfluß von Taumelbewegungen der Scheibe uuf die
Phasenbeziehung der Impulsfolgen zu vermeiden, und daß diese Phasenbeziehungen leicht justierbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß die beiden einem einzigen Bereich zugeordneten Abstastvornchtungen an einem gemeinsamen, um
einen zwischen den Abtastvorrichtungen liegenden Schwenkpunkt verdrehbaren und feststellbaren Träger
angebracht sind.
Auf diese Weise wird ein zugeordnetes Paar von um eine Viertelperiode gegeneinander winkelversetzten
Impulsen durch jeweils einen lichtdurchlässigen Bereich, z. B. einen Schlitz, der Scheibe erzeugt, so daß
sich eine Taumelbewegung der Scheibe nicht auf die relative Phasenbeziehung der Impulse ueinander auswirken
kann. Die beiden Abtastvorru ntungen sind in bezug auf die Scheibe radial gegeneinander versetzt, so
daß ihre endlichen Abmessungen einem nur sehr geringen winkelmäßigen Versatz nicht entgegenstehen. Dieser
winkelmäßige Versatz, bezogen auf die Achse der Scheibe, kann durch eine Verdrehung des Trägers um
den zwischen den Abtastvorrichtung:^ liegenden Punkt bequem hervorgerufen und einjustiert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Figuren im einzelnen erläutert und
beschrieben.
F i g. 1 zeigt den Abtastkopf in seiner Nullstellung in bezug auf eine Schlitzscheibe;
F i g. 2 zeigt eine der beiden Winkelstellungen des Abtastkopfes nach F i g. t;
F i g. 3 zeigt einige Ansichten des Abtastkopfes nach Fig. 1.
Wie sich aus den Figuren ergibt, besteht der Abtastkopf aus jeweils zwei auf einem Anschlußteil 10 angeordneten
Lichtquellen 7, denen gegenüber auf einem entsprechend ausgebildeten Anschlußteil Photoempfänger
8 angeordnet sind Zur Vermeidung von Streulicht befindet sich vor jeder Lichtquelle 7 eine Blende 9
An einem gemeinsamen Träger 3 sind die Anschlußtei Ie 10 mittels einer Justierschraube 4 lösbar befestigt.
Man erkennt, daß zwischen den Lichtquellen 7 und den Photoempfängern 8 ein Abstand besteht, in den eine
Scheibe 5 mit ihrem Rand hineinragt, die an ihrem Umfang mit regelmäßig ausgebildeten und in konstanten
Winkelabständen angeordneten lichtdurchlässigen Bereichen 6 in Form von Schlitzen versehen ist. Die gesamte
Anordnung ist so getroffen, daß die beiden von je einer Lichtquelle 7 und einem Photoempfänger 8 ge
bildeten Abtastvorrichtungen jeweils nur einem Schlitz 6 am Rand der Schlitzscheibe 5 zugeordnet sind. Dabei
ist die in bezug auf den Träger 3 in radialer Richtung außenliegende Abtastvorrichtung dem in bezug auf die
Schlitzscheibe 5 in radialer Richtung innenliegenden Teil des Schlitzes 6 zugeordnet, während die in bezug
auf den Träger 3 in radialer Richtung innenliegende Abtastvorrichtung derr. in bezug auf die Schlitzscheibe
5 in radialer Richtung außenliegenden Teil des Schlitzes 6 zugeordnet ist. Dabei befinden sich in F i g. 1 die
Abtastvorrichtungen beide in einer Stellung, die symmetrisch zu dem Radius der Schlitzscheibe 5 ist.
In der in F i g. 1 gezeigten Stellung des Trägers 3 befinden sich die Abtasivornchtungen 7,8 in einer solchen
Lage, daß bei einer Drehung der Schlitzscheibe 5 die Schlitze b nacheinander in das Gesichtsfeld der beiden
Abtastvomchtungen eintreten, und zwar in der Weise, daß die Schlitze gleichzeitig das Gesichtsfeld
vor den beiden Photoempfängern freigeben. Daher besteht in dieser Stellung der Fassung 3 zwischen den
beiden Impulsfolgen, die am Ausgang der Abtastvorrichtungen durch die Drehung der Scheibe 5 verursacht
werden, keine Phasendifferenz. Um die Abtastvorrichtung in die hier gezeichnete Nullstellung genau einbringen
zu können, ist die Justierschraube 4 vorgesehen.
Wie sich besonders aus F i g. 2 ergibt, ist der Träger
3 zu beiden Seiten der Anschlußteile 10 mit kreisbogenförmig verlaufenden Stellschlitzen 2 versehen, entlang
derer der Träger 3 bei gelösten Feststellschrauben 1 beweglich ist. Diese Bewegung kann in beiden Richtungen
erfolgen und stellt eine Verschwenkung auf einer Kreisbahn um einen Mittelpunkt dar, der zwischen den
beiden Abtastvorrichtungen an den Anschlußteilen 10 liegt. Auf diese Weise ist — wie aus F i g. 2 klar erkennbar
ist — durch eine einfache Schwenkbewegung der Fassung 3 nach Justierung der Anschlußteile 10 bzw.
der Abtastvorrichtungen in bezug auf die Schlitze 6 der Schlitzscheibe 5 zu erreichen, daß die beiden Abtastvorrichtungen
in eine unsymmetrische Lage in bezug auf den Schlitz 6 gebracht sind. Diese Unsymmetrie
wirkt sich dahingehend aus, daß bei einer Verdrehung der Schlitzscheibe 5 nach rechts in F i g. 2 der Schiit? 6
mit seinem oberen Teil in das Gesichtsfeld der in bezug auf den Träger in radialer Richtung außenliegenden
Abtastvorrichtungen zuerst eintritt und erst später in das Gesichtsfeld der in bezug auf den Träger in radialer
Richtung innenliegenden Abtastvorrichtung. Der Schwenkwinkel des Trägers 3 kann dabei so gewählt
werden, daß die Impulsfolgen, die bei einer Drehung der Scheibe 5 am Ausgang der Abtastvorrichtungen erzeugt
werden, gerade die gewünschte Phasendifferenz von 90° besitzen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Photoelektrischer Abtastkopf für einen inkrementalen
Winkelstellungsgeber, enthaltend ein Paar von Abtastvorrichtungen mit je einer Lichtquelle
und einem photoelektrischen Empfänger, durch die der Rand einer drehbaren Scheibe, der ein Muster
mit geraden radialen lichtdurchlässigen Bereichen aufweist abtastbar ist. und bei dem die Abtastvorrichtungen
radial und in peripherer Richtung gegeneinander so versetzt sind, daß die eine Abtastvorrichtung
zur Abtastung des radial inneren Teils der Bereiche und die andere Abtastvorrichtung zur Abtastung
des radial äußeren Teils der Bereiche angeordnet ist und bei Vorbeilaufen des Musters an
den Abstastvorrichtungen von diesen zwei phasenverschobene Impulsfolgen erzeugt werden, d a durch
gekennzeichnet, daß die beiden einem einzigen Bereich zugeordneten Abtastvorrichtungen
(7, 8) an einem gemeinsamen, um einen
zwischen den Abtastvorrichtungen liegenden Schwenkpunkt verdrehbaren und feststellbaren
Träger (3) angebracht sind.
2. Photoelektrischer Abtastkopf nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtungen
(7. 8) an Anschlußteilen (10) angebracht sind, die zur Einstellung der Abtastvorrichtungen in radialer
Richtung in bezug auf die Scheibe (5) mit einer Justierschraube (4) an dem Träger (3) befestigt
sind.
3. Photoelektrischer Abtastkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) neben
den Anschlußteilen (10) mit in bezug ai-f den
Schwenkpunkt kreisbogenförmig verlaufenden Stellschlitzen (2) versehen und darin mittels Feststellschrauben
(1) feststellbar ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732339874 DE2339874C3 (de) | 1973-08-07 | Photoelektrischer Abtastkopf | |
GB3097474A GB1444851A (en) | 1973-08-07 | 1974-07-12 | Photoelectric sensor head |
IT25911/74A IT1017848B (it) | 1973-08-07 | 1974-08-02 | Testa di esplorazione fotoelettri ca per indicazioni angolari |
US495033A US3902063A (en) | 1973-08-07 | 1974-08-05 | Adjustment of phase detection in photoelectric sensor head |
FR7427965A FR2240435B1 (de) | 1973-08-07 | 1974-08-06 | |
CH1081874A CH567249A5 (de) | 1973-08-07 | 1974-08-06 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732339874 DE2339874C3 (de) | 1973-08-07 | Photoelektrischer Abtastkopf |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2339874A1 DE2339874A1 (de) | 1975-03-06 |
DE2339874B2 true DE2339874B2 (de) | 1975-07-24 |
DE2339874C3 DE2339874C3 (de) | 1976-02-26 |
Family
ID=
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3014821A1 (de) * | 1980-04-15 | 1981-10-22 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Taktstation zum erzeugen von impulsfolgen fuer das erfassen von position, geschwindigkeit und bewegungsrichtung eines maschinenelementes, insbesondere fuer einen matrixdrucker |
DE3205544A1 (de) * | 1981-02-17 | 1982-09-16 | Ricoh Co., Ltd., Tokyo | Rotierender kodierer |
DE3417920A1 (de) * | 1984-05-15 | 1985-11-21 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Vorrichtung zum positionieren von teilen |
DE3418798A1 (de) * | 1984-05-19 | 1985-11-21 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Einrichtung fuer die digitale steuerung einer maschine bzw. eines geraetes, insbesondere eines matrixdruckers |
Cited By (4)
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DE3014821A1 (de) * | 1980-04-15 | 1981-10-22 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Taktstation zum erzeugen von impulsfolgen fuer das erfassen von position, geschwindigkeit und bewegungsrichtung eines maschinenelementes, insbesondere fuer einen matrixdrucker |
DE3205544A1 (de) * | 1981-02-17 | 1982-09-16 | Ricoh Co., Ltd., Tokyo | Rotierender kodierer |
DE3417920A1 (de) * | 1984-05-15 | 1985-11-21 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Vorrichtung zum positionieren von teilen |
DE3418798A1 (de) * | 1984-05-19 | 1985-11-21 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Einrichtung fuer die digitale steuerung einer maschine bzw. eines geraetes, insbesondere eines matrixdruckers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH567249A5 (de) | 1975-09-30 |
DE2339874A1 (de) | 1975-03-06 |
IT1017848B (it) | 1977-08-10 |
US3902063A (en) | 1975-08-26 |
FR2240435A1 (de) | 1975-03-07 |
GB1444851A (en) | 1976-08-04 |
FR2240435B1 (de) | 1981-05-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |