EP0489026A1 - Verfahren zum justieren einer positioniervorrichtung - Google Patents
Verfahren zum justieren einer positioniervorrichtungInfo
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- EP0489026A1 EP0489026A1 EP90910671A EP90910671A EP0489026A1 EP 0489026 A1 EP0489026 A1 EP 0489026A1 EP 90910671 A EP90910671 A EP 90910671A EP 90910671 A EP90910671 A EP 90910671A EP 0489026 A1 EP0489026 A1 EP 0489026A1
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/4015—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration
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- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
- G05D3/14—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
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- G11B17/22—Guiding record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor from random access magazine of disc records
- G11B17/228—Control systems for magazines
Definitions
- the invention relates to a method for adjusting a positioning device, in which a unit is positioned by means of a first scanning device that scans marks, and a circuit arrangement for carrying out the method.
- Such positioning devices are used, for example, in turntables with magazines - so-called magazine players or record changers - and in music boxes in order to be able to position the playback part in front of the magazine in which the individual records are stored.
- a plate changer is known from GB-A 2 162 991, in which a bar with slots is provided in front of the magazine, which serve as marks for a light barrier.
- the bar with the slots runs between the optical transmitter and the optical receiver of the light barrier, which is attached to the playback part.
- the light barrier detects the individual slots in the bar in order to correctly position the playback part in front of a disc.
- the voltage at the output of the photoreceiver e-twa has a sinusoidal shape, as shown in FIG. 1.
- the voltage at the output of the photoreceiver is converted into a pulse, the rising or falling edge of which indicates that the playback part is positioned in front of a disc.
- the optical scanning device which scans the marks, must be precisely adjusted by hand during production.
- the unit is first manually e.g. precisely positioned by means of a teaching and held in this position.
- the P h ot oemp catchers and / or the r op tic end are also adjusted by hand so that the output signal of the photoreceiver is maximized. This time-consuming adjustment work requires great care.
- the invention solves this problem in that the unit is brought into a defined first position by hand in a first method step, that the unit is automatically moved to a second position in a second method step until the output signal of the sensor of the first scanning device becomes maximum, that the deviation from the first position to the second position is stored as an offset, that in operation at each Po sitioniervorgang the unit is positioned in a first step until the output signal of the sensor is maximum, and that the unit is moved in a second step by the stored offset in the final position.
- a second solution to this problem provides that the width of a pulse at the output of the pulse shaper is determined in a first process step, that the unit is manually positioned in a first defined position in a second process step and that the unit is automatically positioned in a second position that is offset by half the width of a mark from the first layer.
- Figure 1 shows the output voltage of a photo receiver
- Figure 2 shows an arrangement for performing the method according to claim 1
- Figure 3 shows an arrangement for performing the method according to claim 2.
- Figure 2 shows the magazine MZ of a plate changer with several compartments in which the individual plates are located.
- a mark MR is arranged on each compartment.
- An optical transmitter S which is attached to the playback part AS of the disc changer, emits light onto the front of the magazine MZ. If the playback part AS, which is by means of a spindle SP, which is driven by a motor M, is driven past the front of the magazine MZ, is correctly positioned, the light emitted by the optical transmitter S is reflected by the brands MR onto a photo receiver E, which, like the optical transmitter S, is also on the playback part is arranged.
- the MR brand assigned to this compartment reflects the light onto the photoreceiver E.
- the motor M is then switched off so that the Playback part AS is in the removal position b Remains.
- the photoreceiver E is connected to the input E1 of a control circuit ST.
- a control circuit ST On the axis of the motor M or on the spindle SP there is a disk SC with marks which are scanned by a scanning device AV.
- the output of the scanning device AV is connected to the counting input of a counter Z, the output of which is connected to an input E2 and its counter Enable input EN is connected to an output A1 of the control circuit ST, and an output A2 of the control circuit ST is connected to the motor M.
- the playback part AS is moved into the exact position for removing a disk from the magazine MZ, for example by means of a teaching.
- the control circuit ST then brings the playback part AS into a position where the output signal of the photoreceiver E becomes maximum.
- the scanning device AV which can also be designed, for example, as an optical scanning device, and the counter Z, the revolutions of the motor M or the spindle SP are from the first manually set position to the second position when the output signal of the photoreceiver E maximum is counted and stored in a memory in the control circuit ST as an offset.
- the direction of rotation of the motor M is also recorded in the memory.
- the optical transmitter S and de r Photo receivers E therefore no longer need to be adjusted.
- the plate changer is now ready for use.
- the output signal of the photo receiver E is converted into a pulse by means of a pulse shaper and to determine its width by means of the counter Z.
- the counter Z counts the revolutions of the motor M and the spindle SP from the rising to the falling edge of the pulse.
- the counter reading which corresponds to the pulse width, is divided by two in the control circuit by means of a divider.
- the motor M is rotated further or backward by the control circuit ST from the rising edge or the falling edge of the pulse to the number of revolutions resulting from the division by two.
- the playback part AS is positioned exactly at the point where the output signal of the photoreceiver E becomes maximum.
- the playback part AS is positioned in two steps. In the first step, the playback part AS is positioned so that the output signal of the photo receiver E becomes maximum. In the second step, the playback part AS is moved further by the stored offset, which corresponds to the deviation from the exact position and the position where the output signal of the photoreceiver E becomes maximum.
- the playback part AS is positioned exactly in this way without the optical transmitter S and the photo receiver E having to be precisely adjusted during production.
- the playback part is then positioned until the pulse shaper emits a pulse to the control circuit ST.
- the control circuit recognizes that it still drives the motor M or the spindle SP by the number of revolutions stored in the memory must turn to the left or right to position the playback part AS exactly in the final position.
- the output of the photoreceiver E is connected to the input of a pulse shaper I, the output of which is connected to the input EN of a counter Z.
- the marks on a disc SC, which sits on the motor axis or the spindle SP, are scanned, as in the arrangement from FIG. 2, by a scanning device AV, the output of which is connected to the counting input of the counter Z.
- the output of the counter Z is connected to the input of a divider TL, the output of which is connected to a control circuit ST.
- the output of the control circuit ST is connected to the motor M.
- the control circuit ST causes the playback part AS to be moved over one of the marks MR by its width, for example.
- the counter Z counts the revolutions of the motor or the spindle during the pulse.
- the counter reading is therefore proportional to the pulse width and thus also to the width of a mark MR.
- the meter reading is halved in the divider TL.
- the playback part AS is now brought into a defined first position by hand.
- the control circuit ST automatically moves it by half the width of the mark MR from the first defined position to a second position. Now only the optical transmitter S and the photoreceiver E need to be adjusted so that an edge just appears at the output of the pulse shaper. Because it is much easier to go to the zero-to-one transition than to the maximum of the output signal Adjusting the photoreceiver E, the adjustment work can be carried out faster and more precisely.
- the invention is generally suitable for devices for positioning a unit.
- the scanning of the marks can e.g. optically, inductively, capacitively or mechanically.
- the invention is particularly suitable for plate changers.
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Description
Verfahren zum Justieren einer Positioniervorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren einer Positioniervorrichtung, bei der eine Einheit mittels einer ersten Abtastvorrichtung, die Marken abtastet, positioniert wird, und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Derartige Vorrichtungen zum Positionieren werden z.B. in Plattenspielern mit Magazin - sogenannten Magazinsp ie lern oder Plattenwechslern - und in Musikboxen eingesetzt, um das Abspielteil vor dem Magazin, in dem die einzelnen Platten gelagert sind, positionieren zu können. Wenn das Abspielteil vor der gewünschten Platte positioniert ist, wird sie zum Abspielen mittels eines Mechanismus entnommen und in das Abspielteil befördert.
Aus der GB-A 2 162 991 ist ein Plattenwechsler bekannt, bei dem eine Leiste mit Schlitzen vor dem Magazin vorgesehen ist, die als Marken für eine Lichtschranke dienen. Zwischen dem optischen Sender und dem optischen Empfänger der Lichtschranke, die am Abspielteil befestigt ist, verläuft die Leiste mit den Schlitzen. Zum richtigen Positionieren des Abspielteils vor einer Platte detektiert die Lichtschranke die einzelnen Schlitze der Leiste. Wenn das Abspielteil an einem Schlitz vorbeigefahren wird, hat die Spannung am Ausgang des Photoempfängers e-twa einen sinusförmigen Verlauf, wie in Figur 1 gezeigt ist. Die Spannung am Ausgang des Photoempfängers wird in einen Impuls umgewandelt, dessen steigende oder fallende Flanke anzeigt, daß das Abspielteil vor einer Platte positioniert ist.
Um eine genaue Positionierung im Betrieb zu erzielen, ist zuvor die optische Abtastvorrichtung, welche die Marken abtastet,, bei de r Produktion genau von Hand zu justieren. Hierzu wird zunächst die Einheit von Hand z.B. mittels einer Lehre genau positioniert und in dieser Lage festgehalten. Anschließend werden de r P h ot oemp f ä nge r und / ode r de r op t is c h e S ende r αe r Li c h t s c h r a nke ebenfalls von Hand so justiert, daß das Ausgangssignal des Photoempfängers maximal wird. Diese zeitraubenden Justierarbeiten erfordern große Sorgfalt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Justieren der Abtastvorrichtung einer Vorrichtung zum Positionieren einer Einheit so zu vereinfachen, daß der Zeitaufwand verringert wird und die Arbeitsschritte wesentlich leichter durchzuführen sind.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Einheit in einem ersten Verfahrensschritt von Hand in eine definierte erste Lage gebracht wird, daß die Einheit in einem zweiten Verfahrensschritt automatisch in eine zweite Lage bewegt wird, bis das Ausgangssignal des Sensors der ersten Abtastvorrichtung maximal wird, daß die Abweichung von der ersten Position zur zweiten Position als Offset gespeichert wird, daß im Betrieb bei jedem Po
sitioniervorgang die Einheit in einem ersten Schritt positioniert wird, bis das Ausgangssignal des Sensors maximal wird, und daß die Einheit in einem zweiten Schritt um den gespeicherten Offset weiter in die endgültige Position bewegt wird.
Eine zweite Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß in einem ersten Verfahrensschritt die Breite eines Impulses am Ausgang des Impulsformers bestimmt wird, daß in einem zweiten Verfahrensschritt die Einheit von Hand in eine erste definierte Lage positioniert wird und daß die Einheit automatisch in eine zweite Lage positioniert wird, die um die halbe Breite einer Marke von der ersten Lage versetzt ist.
Es zeigen
Figur 1 die Ausgangsspannung eines Photoempfängers
Figur 2 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
Figur 3 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2.
Anhand der in Figur 2 dargestellten Anordnung wird die Erfindung nun beschrieben und erläutert.
Figur 2 zeigt das Magazin MZ eines Plattenwechslers mit mehreren Fächern, in denen die einzelnen Platten liegen. An der Vorderseite des Magazins MZ, wo die Platten mittels einer Entnahmevorrichtung, die der Einfachheit wegen nicht eingezeichnet ist, entnommen werden, ist an jedem Fach eine Marke MR angeordnet. Ein optischer Sender S, der am Abspielteil AS des Plattenwechslers angebracht ist, strahlt Licht auf die Vorderseite des Magazins MZ. Wenn das Abspielteil AS, das mittels einer Spindel SP,
die von einem Motor M angetrieben wird, an der Vorderseite des Magazins MZ vorbei gefahren wird, richtig positioniert ist, wird das vom optischen Sender S ausgesendete Licht von den Marken MR auf einen Photoempfänger E reflektiert, der ebenfalls wie der optische Sender S auf dem Abspielteil angeordnet ist. Jedesmal, wenn das Abspielteil AS vor einem Fach des Magazins MZ in der richtigen Lage steht, um eine Platte zum Abspielen entnehmen zu können, reflektiert die diesem Fach zugeordnete Marke MR das Licht auf den Photoempfänger E. Der Motor M wird dann abgeschaltet, damit das Abspielteil AS in der Entnahmeposition stehen b Leibt .
Der Photoempfänger E ist mit dem Eingang E1 einer Steuerschaltung ST verbunden. Auf der Achse αes Motors M oder an der "Spindel SP ist eine Scheibe SC mit Marken vorgesehen, die von einer Abtastvorrichtung AV abgetastet werden. Der Ausgang der Abtastvorrichtung AV ist mit dem Zähleingang eines Zählers Z verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang E2 und dessen Enable-Eingang EN mit einem Ausgang A1 der Steuersclialtung ST verbunden ist. Ein Ausgang A2 der Steuerschaltung ST ist mit dem Motor M verbunden.
Zu Beginn des Verfahrens wird das Abspielteil AS z.B. mittels einer Lehre von Hand in die genau Position zur Entnahme einer Platte aus dem Magazin MZ gefahren. Anschließend bringt die Steuerschaltung ST das Abspielteil AS in eine Position, wo das Ausgangssignal des Photoempfängers E maximal wird. Mittels der Scheibe SC, der Abtastvorrichtung AV, die z.B. ebenfalls als optische Abtastvorrichtung ausgeführt sein kann, und des Zählers Z werden die Umdrehungen des Motors M oder der Spindel SP von der ersten von Hand eingestellten Position bis zur zweiten Position, wenn das Ausgangssignal des Photoempfängers E maximal wird, gezählt und in einem Speicher in der Steuerschaltung ST als Offset gespeichert. Die Drehrichtung des Motors M wird ebenfalls im Speicher festgehalten. Der optische Sender S und de r
Photoempfänger E brauchen daher nicht mehr justiert zu werden. Der Plattenwechsler ist jetzt betriebsbereit.
Anstatt das Maximum des Ausgangssignals am Photoempfänger E zu bestimmen, ist es auch möglich, das Ausgangssignal des Photoempfängers E mittels eines Impulsformers in einen Impuls umzuwandeln und dessen Breite mittels des Zählers Z zu bestimmen. Der Zähler Z zählt hierzu die Umdrehungen des Motors M und der Spindel SP von der steigenden bis zur fallenden Flanke des Impulses. Der Zählerstand, welcher der Impulsbreite entspricht, wird in der Steuerschaltung mittels eines Teilers durch zwei geteilt. Um die sich bei der Division durch zwei ergebende Anzahl von Umdrehungen wird der Motor M von der Steuerschaltung ST von der steigenden Flanke bzw. der fallenden Flanke des Impulses an weiter- bzw. zurückgedreht. Dadurch wird das Abspielteil AS genau an der Stelle positioniert, wo das Ausgangssignal des Photoempfängers E maximal wird.
Im Betrieb wird die Positionierung des Abspielteils AS in zwei Schritten durchgeführt. Im ersten Schritt wird das Abspielteil AS so positioniert, daß das Ausgangssignal des Photoempfängers E maximal wird. Im zweiten Schritt wird das Abspielteil AS um den gespeicherten Offset, welcher der Abweichung von der genauen Position und der Position entspricht, wo das Ausgangssignal des Photoempfängers E maximal wird, weiter bewegt. Das Abspielteil AS wird auf diese Weise genau positioniert, ohne daß de r optische Sender S und der Photoempfänger E bei der Produktion genau justiert werden müssen.
Es ist auch möglich, das Ausgangssignal des Photoempfängers E in einen Impuls mittels eines Impulsformers umzuwandeln. Im ersten Schritt wird dann das Abspielteil positioniert, bis der Impulsformer einen Impuls an die Steuerschaltung ST abgibt. An der steigenden oder der fallenden Flanke des Impulses erkennt die Steuerschaltung, daß sie den Motor M bzw. die Spindel SP noch um die im Speicher gespeicherte Anzahl von Umdrehungen
nach links oder rechts drehen muß, um das Abspielteil AS genau in die endgültige Lage zu positionieren.
Bei der in Figur 3 abgebildeten Anordnung, die zur Durchführung des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens dient, ist der Ausgang des Photoempfängers E mit dem Eingang eines Impulsformers I verbunden, dessen Ausgang mit dem Enab le-Eingang EN eines Zählers Z verbunden ist. Die Marken auf einer Scheibe SC, die auf der Motorachse oder der Spindel SP sitzt, werden wie bei der Anordnung aus Figur 2 von einer Abtastvorrichtung AV abgetastet, deren Ausgang mit dem Zähleingang des Zählers Z verbunden ist. Der Ausgang des Zählers Z ist mit dem Eingang eines Teilers TL verbunden, dessen Ausgang mit einer Steuerschaltung ST verbunden ist. Der Ausgang der Steuerschaltung ST ist mit dem Motor M verbunden.
Zu Beginn des Justierverfahrens bewirkt die Steuerschaltung ST, daß das Abspielteil AS über eine der Marken MR gefahren wird, um deren Breite z u b e s t im m e n . W e i l d e r Z ä h l e r Z b e i e in e r s t e ig e n d e n F l a n k e eines Impulses am Ausgang des Impulsformers I zu zählen beginnt, bei einer fallenden Flanke dagegen angehalten wird, zählt der Zähler Z die Umdrehungen des Motors oder der Spindel während des Impulses. Der Zählerstand ist daher zur Impulsbreite und somit auch zur Breite einer Marke MR proportional. Im Teiler TL wird der Zählerstand halbiert.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Abspielteil AS nun von Hand in eine definierte erste Lage gebracht. Anschließend wird es in einem dritten Verfahrensschritt automatisch von der Steuerschaltung ST um die halbe Breite der Marke MR von der ersten definierten Lage in eine zweite Lage versetzt. Nun brauchen nur noch der optische Sender S und der Photoempfänger E so justiert zu werden, daß am Ausgang des Impulsformers gerade eine Flanke auftritt. Weil es wesentlich einfacher ist, auf den Null-Eins-übergang als auf das Maximum des Ausgangssignals am
Photoempfänger E abzugleichen, lassen sich die Justierarbeiten schneller und genauer ausführen.
Die Erfindung ist allgemein für Vorrichtungen zum Positionieren einer Einheit geeignet. Die Abtastung der Marken kann z.B. optisch, induktiv, kapazitiv oder mechanisch erfolgen. Insbesondere ist die Erfindung für Plattenwechsler geeignet.
Claims
Verfahren zum Justieren einer Positioniervorrichtung, die eine Einheit (AS) mittels einer ersten Abtastvorrichtung (S, E), die Marken (MR) abtastet, positioniert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einheit (AS) in einem ersten Verfahrensschritt von Hand in eine definierte erste Lage positioniert wird, daß die Einheit (AS) in einem zweiten Verfahrensschritt automatisch in eine zweite Lage bewegt wird, bis das Ausggangssignal des Sensors (E) der Abtastvorrichtung (S, E) maximal wird, daß die Abweichung von der ersten Position zur zweiten Position als Offset gespeichert wird, daß im Betrieb bei jedem Positioniervorgang die Einheit (AS) in einem ersten Schritt positioniert wird, bis das Ausgangssignal des Sensors (E) maximal wird, und daß die Einbeit (AS) in einem zweiten Schritt um den gespeicherten Offset weiter in die endgültige Position bewegt wird.
Verfahren zum Justieren einer Positioniervorrichtung, die eine Einheit (AS) mittels einer ersten Abtastvorrichtung (S, E), die Marken (MR) abtastet, positioniert, wobei das Ausgangssignal des Sensors (E) der ersten Abtastvorrichtung (S, E) mittels eines Impulsformers (I) in einen Impuls umgewandelt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in einem ersten Verfahrensschritt die Breite eines Impulses am Ausgang des Impulsformers (I) bestimmt wird, daß in einem zweiten Verfahrensschritt die Einheit (AS) von Hand in eine erste definierte Lage positioniert wird und daß die Einheit (AS) automatisch in eine zweite Lage positioniert wird, die um die halbe Breite einer Marke von der ersten Lage versetzt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Positionierung in die zweite Lage die erste Abtastvorrichtung (S, E) zunächst den Anfang und das Ende einer Marke (MR) erfasst, um deren Breite festzustellen, daß der Motor (M) die Einheit (AS) an den Anfang oder das Ende der Marke (MR) positioniert und von dort aus um die halbe Breite der Marke (MR) zurückbewegt, so daß die Einheit (AS) genau in der Mitte der Marke (MR) positioniert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Marke (MR) durch einen Impuls angezeigt wird, dessen steigende Flanke den Anfang der Marke (MR) und dessen fallende Flanke das Ende der Marke (MR) anzeigt.
5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß oer Ausgang des Photoempfängers (E) mit dem ersten Eingang (E1) einer Steuerschaltung (ST) verbunden ist, daß auf der Achse eines Motors (M) oder auf einer Spindel (SP), welche die Einheit (AS) bewegt, eine Scheibe (SC) mit Marken sitzt, daß die Marken der Scheibe (SC) von einer zweiten Abtastvorrichtung (AV) abgetastet werden, deren Ausgang mit dem Eingang eines Zählers (Z) verbunden ist, daß der Ausgang des Zählers (Z) mit dem zweiten Eingang (E2) der Steuerschaltung (ST) verbunden ist, daß der erste Ausgang (A1) der Steuerschaltung mit dem Enable-Eingang (EN) des Zählers (Z) verbunden ist und daß der zweite Ausgang (A2) der Steuerschaltung (ST) mit dem Motor (M) verbunden ist.
Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ausgang des Photoempfängers (E) mit dem Eingang eines Impulsformers (I) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Enable-Eingang (EN) eines Zählers (Z) verbunden ist, daß auf der Achse eines Motors (M) oder einer Spindel (SP), die die Einheit (AS) positioniert, eine Scheibe (SC) mit Marken sitzt, daß die Marken der Scheibe von e in e r zweiten Abtastvorrichtung (AV) abgetastet werden, deren Ausgang mit dem Zähleingang des Zählers (Z) verbunden ist, daß der Ausgang des Zählers (Z) mit dem Eingang eines Teilers (TL) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang einer Steuerschaltung (ST) verbunden ist und daß der Ausgang der Steuerschaltung (ST) mit dem Motor (M) verbunden ist.
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