ФОТОКОПИРОВАЛЬНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА С КРУГОВЫМ СКАНИРОВАНИЕМ ЧЕРНО-БЕЛОГО ПЕРЕХОДА КОПИРУЕМОЙ Советский патент 1973 года по МПК G06K11/02 

Изобретение относится к фотокопировальным систе мам, следящим за .кравм контрастной линии по:оред1СБвом 1кру:гово,го оканирования черно-белаго перехода копируемой лииии и предиазначенньгм для у.щравления масштабными ,коорЯИ1натны.ми скоростнььмй маши1на)ми термической вы1рез;ки изделий из листового металла.

ПрИМеибНие изо бретения целесообразно в системах с безьшерциоиным (дискретным) преобразованием сигналов сложения в координатные составляющие вектора скорости перемещения считывающего фотодатчика относительно чертежа-,капира.

Известны фотокопировальные системы, следящие за краем контрольной линии посред1СТ1В01М кругового сканирования ее одного черно-белого перехода, в которых преобразование си1гнала сложения в координатные составляющие вектора скорости перемещения считывается диокретным путем.

Однако известные системы обладают малой устойчивостью и точностью обхода (зонирования) вершины острого угла ломаной линии копируемого .контура, обусловленными недостатками кругового сканирования.

Целью взобрете1ния является повышение устойчивости обхода верщины острого угла Л01маной линии копируемого и повыщение точности воспроизведения -мащиной линии контура вырезаемой детали из листа металла.

Сущность изобретения заключается в том, что в фотокопировальную систему с круговым сканированием края широкой линии чертежакопира, управляющую координатной машиной для тер.м.ичбокого ра-акроя листового металла, введен узел занрета; причем вход этого узла запрета подключен к вы.ходу блока

формирования задающего сигнала, а выход-

ко входу функционального преобразователя.

На фиг. 1 изображена обобщенная блоксхел1а фотокопировальной системы; на фиг. 2

пояснен принцип KpyroiBOiro сканирования края

широкой линии чертежа-копира; на фиг. 3 поясняется характер формирования задающего сигнала из сигнала фотодатчика; на фиг. 4 а-г) - характер обхода верщины острого угла ломаной линии копируеМОго контура.

Фотокопировальная следящая система выполнена в виде функционально последовательно включенных фотоэлектрического следящего датчика, блока формирования задающего сигнала, функционального преобразователя задающего сигналы, пропорциональные координатным составляющим вектора скорости перемещения следящего датчика относительно чертежа-копира и привода перемещения датчика относительно чертежа-копира по каждои координатной оси. Фотоэлектрический

следящий датчик / имеет возможность -перемещения относительно чертежа-копира 2 ао координатным осям «X и «У (на чертел екап.ире контур детали изображен широкой лчнией 5).

Выход фотодатчика / связан со входом блока 4 формирования защающего сигнала. Выход блока 4 связаи со входо.м фунащионалБНОго преобразователя 5 лооредством узла запрета 6.

Выходы етрВобразователя 5 соогветстван-но сигналам .координатных составляющих вектора скорости леремещения датчика 1 связаны с блоком 7 приводов перемещения следящего фотодатчика по каждой из коордвнатных осей и с блоком 5 при.вадов перемещения реза-ка координатной ,ма|ЩИ1НЫ термического раскроя листа металла (на фиг. не показан).

Фотаконировалшая следящая система работает следующим образом.

На фотодатчик / воздействует световой поток, отраженный площадкой S (фиг. 2), движущейся с равномерной скоростью по окружности с радиусом г. Центр О данной окружности (дентр копирования) находится на оси «OS копирования, представляющей собой чарно-белый (переход линии 3 чертежа-копира 2. Ось «ав копирования является геометрической линией котируемого контура. Движение площадки S по окружности обеспечивается устройством развертки (на фиг. не показано), которое обычно выполнено на базе синхронного двигателя вращающего эксцентричную диафрагму.

Световой поток, отраженный движущейся площадкой 5, :модули1руется линией. 3. Под действием модулированного светового потока на выходе фотодатчика / существует сигнал в виде переменного напряжения, идеализировавнэя форма которого изображена на зпюре 9 (фиг. 3).

Момент времени пересечения считывающим лучом оси «ав копирования устанавливается по определенному положению площадки относительно данной оси.

Например, это .может быть равенст1во площадей площадки S, находящихся на «бело,м или «черном, прн котором цмгаовенное значение выходного напряжения фотодатчйка равно половииному значению размаха его переменной составляющей (апюра 10). Здесь важно только, чтобы такое же положение площадки было относительно оси «X (фиг. 2) в момент to начала отсчета периода развертки.

Задача фор.мирования задающего си.лнала сводится к выделению мгновенного значения выходного напряжения сишала фотодатчика /, соответствующего принятому положению площадки относительно оси «ав кодирования и формирования в этот момент KOipoTKoро импульса.

Данная задача рещается, например, путем Двоичного срав1нения выходного напря жания фотодатч1И1ка с опорным урошием (10) постоянного на1Пряжения. В результате образуется серия прямоуголь1ны.х импульсов (эпюра //), положительные и отрицательные перепады напряжения которых соответствуют по времени

«пересечению считывающим лучом оси «ав копирования с одной и с другой стороны от центра О копирования (фиг. 2). Отрицательные и положительные перепады импульсов лепко разделяются, иапри1мер, путем диффере ци1рова1ния и детектирования (апюра 12). Короткие импульсы (эпюра 12) используются для случая движения в направлении от «а к «0, а полОжительные - в противоположном направлении.

При наличии подобного формирования (эпюра //) первичного сигнала можно считать, что площадка 5 имеет нулевую площадь, т. е. развертка осуществляется движущей точкой А (фиг. 2).

Скорость перемещения центра О копирования по осям «X и

Vx k-OA . cos р k . ОА . COS u)i, Vy k OA smv k OA - sm w/j,

где k - коэффициент пропордиональности; чр - угол наклона оси «as копирования

1К координатной оси Х ш - время, в течение которого точка А смещается с оси X на ось «as копир-ования.

Скорости Vx, Vy определяются мгновенно на каждом периоде развертки в моменты t и времени выхода развертывающего луча на «белое (для изображенного направления движения площадки S) по коротким импульсам (эпюра 12).

После каждого прохождения короткого импульса (эпюра 12) на выход преобразователя 5 узел 6 запрета от1ключает выход блока 4 формирования от в-хода преобразователя 5 на время

- Т (tz-ti)T (эпюра 13)

При копировании прямой линии в течение ОДНОГО цикла сканирования на выходе блока 4 формирования появляет ся только один импульс (зпюра 12). К моменту прихода каждого последующего и,М1пульса узел 6 запрета восстанавливает связь между блоком 4 и преобразователем 5. Поэтому наличие узла 6 в данном режиме не сказывается на работе фотокопировальной следящей системы.

В районе вершины острого угла ломаной линии копируемого контура (фиг. 4) непременно наступает условие появления двух коротких импульсов в течение одного дикла сканирования, TaiK как считывающий луч дважды выходит на «белое в точках А и ЛЧ

В известных фотокопировальных системах, следящих.за краем щирокой линии чертежакопира, в которых нет узла 6 запрета, начиная с момента времени появления точки Л ,

перемещение центра О копирования осущестБляется с учетам равнодействующей векторов ОА и ОЛ. При этом центр О Коларовалия смещается внутрь острого угла (фит. 4,6). Вследствие этого «астутает условие, хопда тео.метрическая сумма векторов АО и /Ю становится равной нулю. Движеиие системы преюращается.

В лредложенной системе (фиг. 4,в) в процессе д1ВИ1Жвция центра О .копирования ,к верши1не колируемОГО угла ломаной линии в некоторой точке С, когда расстояние до противоположной стораны угла становится равным радиусу г С1кани1рующего луча, должно было бы начаться «затягивание траектории перемещения центра О копирования внутри угла, как это доказано на ф.и.г. 4,6. Вследствие узла 6 запрета даполнителшый и.м1пульс, возникающий в период сканирования ори цересечении считывающим лучом противоположной стороны хоп.Ироваль ного угла июклЮЧается, так как в момент его появления вььх-од блока 4 фо1р1Мирова1Н1Ия отключен узлоад 6 запрета от входа преобразователя 5.

Фазовый угол, в течение KOTOiporo эта цепь остается разо мкнутой, изображен дугой .4В или (что тоже самое) .

Предельной точкой приближения центра О к верщиве острого угла является точка Oi, когда впереди но на1правлеи.ию движения не оказывается чбр|НО-;белого перехода. Здесь последующий И1М1пульс поягвляется в молтент времени, в /который считывающий луч проходит дополнительный путь и оказывается в то:Ч1ке .4.. Начиная с данного момента, изменяются знаки координирования скоростей, следящая СНстема смещает центр копирования на новую сторону угла .и запрещает до1пол1НИтелБНые (ложные) импульсы от выхода считывающего луча за пройденную сторону копируе.мого тла.

г -

I 9 I

На фиг. 4 видно, в какой мере снижается кинематическая погрешность копирования верщин ocTiporo угла, т. е. погрещность, обусловленная характером «ругового сканирования края щирокой ЛИ1НИИ чертежа-копира. Повышение ТОЧ1НОСТИ обхода верщины острого угла следящей системы приводит к по-выщению точности вос;произве(дения контура детали координатной машиной.

Узел 6 запрета может быть выполнен, например, в виде одновибратора с временем

возбуждения состояния, бОЛЬЩИ1М 4 Т и

маньш1И1.м Т (Т-период сканирования). Одяовибратар должен запускаться короткими импульсами задающего сигнала и первым перепадом импульса наиряжеиия воздействовать на вход функционального преобразователя. В данносм случае импульсы задающего сигнала, следящие за «рабочими импульсами, не меняют состояния данного одновибратора. так как он оказывается взведенным, и таким образом, не проходят на вход функционального преобразователя.

П ip е д iM ет изобретения

Фотокопирова-льная следящая система с крутс.вьгм сканированием черно-белого пере.хода копируемой линии, содержащая последовательно включенные фотоэлакгричеокий следящий датчик и блок формирования задающего сигнала, функциональный преобразователь, приводы перемещения следящего датчика и приводы перемещения резака по каждой из координатных осей, связанные с функциональным преобразователем, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности воспройзвадения контура детали, устройство содержит узел запрета, вход которого подключен к выходу блока формирования задающего сигнала, а выход - ко входу функцпонального преобразователя.

Фиг. 2

to.t2.

OJf

(риг 3

a

Фиг.