JPH0374325B2 - - Google Patents
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- JPH0374325B2 JPH0374325B2 JP8931283A JP8931283A JPH0374325B2 JP H0374325 B2 JPH0374325 B2 JP H0374325B2 JP 8931283 A JP8931283 A JP 8931283A JP 8931283 A JP8931283 A JP 8931283A JP H0374325 B2 JPH0374325 B2 JP H0374325B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
- H02M5/04—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
- H02M5/22—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/257—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—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 program data in numerical form
- G05B19/19—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 program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—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 program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—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 program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—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 program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37175—Normal encoder, disk for pulses, incremental
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41122—Mechanical vibrations in servo, antihunt also safety, stray pulses, jitter
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は、2つの位置信号を、位置を表わすデ
イジタル量に変換する増分形デイジタル変換器で
あつて、 パルス発生器と; 設定値発生器と; 可逆位置計数器と; 調整器と; 信号発生器と; を有し、 前記パルス発生器は、2つの反対方向に移動可
能な物体の位置と移動方向とを示す位相のずれた
2つの位置信号を発生するものであり、 前記設定値発生器は、所定のデイジタル目標値
を送出するものであり、 前記可逆位置計数器は、方向信号とクロツクパ
ルスとから前記物体の位置実際値を形成するもの
であり、 前記調整器は、前記目標値と前記位置実際値と
を比較し、制御偏差に相応して前記物体を調整す
るものであり、 前記信号発生器は、縁部検出器と方向弁別器と
を有し、 前記縁部検出器は、位置計数器により計数され
るクロツクパルスを一方の位置信号のそれぞれの
縁部から導出するものであり、 前記方向弁別器には一方で縁部検出器のクロツ
クパルスが供給され、他方で前記2つの位置信号
が供給され、前記位置計数器の計数方向を定める
方向信号を、当該位置信号から導出するものであ
る、増分形デイジタル変換器に関する。
イジタル量に変換する増分形デイジタル変換器で
あつて、 パルス発生器と; 設定値発生器と; 可逆位置計数器と; 調整器と; 信号発生器と; を有し、 前記パルス発生器は、2つの反対方向に移動可
能な物体の位置と移動方向とを示す位相のずれた
2つの位置信号を発生するものであり、 前記設定値発生器は、所定のデイジタル目標値
を送出するものであり、 前記可逆位置計数器は、方向信号とクロツクパ
ルスとから前記物体の位置実際値を形成するもの
であり、 前記調整器は、前記目標値と前記位置実際値と
を比較し、制御偏差に相応して前記物体を調整す
るものであり、 前記信号発生器は、縁部検出器と方向弁別器と
を有し、 前記縁部検出器は、位置計数器により計数され
るクロツクパルスを一方の位置信号のそれぞれの
縁部から導出するものであり、 前記方向弁別器には一方で縁部検出器のクロツ
クパルスが供給され、他方で前記2つの位置信号
が供給され、前記位置計数器の計数方向を定める
方向信号を、当該位置信号から導出するものであ
る、増分形デイジタル変換器に関する。
公知技術の説明
通常の場合のパルス発生器は非常に大きな分解
能を有するので、移動可能な物体が非常に僅かし
か移動しなくても多数の位置パルスが発生する。
斯様な大きな分解能に基づき、例えば移動可能な
物体が停止状態における震動または振動によつて
所望の移動方向とは逆向きに動いた場合でも、位
置パルスが発生することがある。冒頭に述べた形
式の公知の変換器によれば斯様な障害パルス(誤
動作パルス)は、所定の方向とは反対の運動が確
認された場合位置計数器によつて計数すべきパル
スの発生を阻止して、もつぱら障害パルスに対し
て設けられた可逆計数器で加算し、かつ妨害運動
が所定の方向に移行した後に生じた計数パルスの
数が反対方向で送出された計数パルスの和を越え
る場合はじめて、計数パルスを位置計数器で計数
するようにしている。この場合位置計数器の計数
状態は常に正確に、移動する物体の位置に対応す
るとは限らない。いずれにせよ移動する物体が間
違つた方向に運動している間は対応しないし、ま
た正しい移動方向に直つた場合でも物体がはじめ
に反転した位置の再び来るまでは、対応関係は得
られない。移動可能な物体が動き始めて障害パル
ス計数器がまだパルス計数していない場合、本来
の位置実際値の計数過程を開始する以前に障害パ
ルス計数器を先ず最初に“適正移動距離パルス”
によつて計数値零にすべきである。これは多くの
用途で、例えば回転テーブルのインデツクス制御
装置および多くの工作機械制御装置において、最
初の移動部分が検出されない欠点を有する。更に
公知の変換器の場合クロツクパルスは1つの位置
信号の縁部からだけ導出される。そのため移動方
向を定めるために確実に位置信号を位相弁別する
ことができない、それは一方で位置信号の衝撃計
数百分率の公差が比較的大きい、例えば±10%に
達し、また他方では2つの位置信号の位相差が平
常の位相差90°に対して±45°も、即ち50%もずれ
ることがあるからである。斯様な公差による誤差
は直接に、位置実際値の計数に持ち込まれる。
能を有するので、移動可能な物体が非常に僅かし
か移動しなくても多数の位置パルスが発生する。
斯様な大きな分解能に基づき、例えば移動可能な
物体が停止状態における震動または振動によつて
所望の移動方向とは逆向きに動いた場合でも、位
置パルスが発生することがある。冒頭に述べた形
式の公知の変換器によれば斯様な障害パルス(誤
動作パルス)は、所定の方向とは反対の運動が確
認された場合位置計数器によつて計数すべきパル
スの発生を阻止して、もつぱら障害パルスに対し
て設けられた可逆計数器で加算し、かつ妨害運動
が所定の方向に移行した後に生じた計数パルスの
数が反対方向で送出された計数パルスの和を越え
る場合はじめて、計数パルスを位置計数器で計数
するようにしている。この場合位置計数器の計数
状態は常に正確に、移動する物体の位置に対応す
るとは限らない。いずれにせよ移動する物体が間
違つた方向に運動している間は対応しないし、ま
た正しい移動方向に直つた場合でも物体がはじめ
に反転した位置の再び来るまでは、対応関係は得
られない。移動可能な物体が動き始めて障害パル
ス計数器がまだパルス計数していない場合、本来
の位置実際値の計数過程を開始する以前に障害パ
ルス計数器を先ず最初に“適正移動距離パルス”
によつて計数値零にすべきである。これは多くの
用途で、例えば回転テーブルのインデツクス制御
装置および多くの工作機械制御装置において、最
初の移動部分が検出されない欠点を有する。更に
公知の変換器の場合クロツクパルスは1つの位置
信号の縁部からだけ導出される。そのため移動方
向を定めるために確実に位置信号を位相弁別する
ことができない、それは一方で位置信号の衝撃計
数百分率の公差が比較的大きい、例えば±10%に
達し、また他方では2つの位置信号の位相差が平
常の位相差90°に対して±45°も、即ち50%もずれ
ることがあるからである。斯様な公差による誤差
は直接に、位置実際値の計数に持ち込まれる。
発明の目的
本発明の基礎とする課題は、移動する物体の位
置を、間違つた移動方向に運動する場合でも、か
なり高い精度で測定する冒頭に述べた形式の変換
器を提供することである。
置を、間違つた移動方向に運動する場合でも、か
なり高い精度で測定する冒頭に述べた形式の変換
器を提供することである。
発明の構成
本発明によればこの課題は、方向弁別器が、第
1のフリツプフロツプ回路と第2のフリツプフロ
ツプ回路と加算素子を有し、 前記第1のフリツプフロツプ回路は、第1の位
置信号が直接供給されるD形フリツプフロツプ回
路として構成されており、 前記第2のフリツプフロツプ回路は、第2の位
置信号が遅延素子を介して供給されるD形フリツ
プフロツプ回路として構成されており、 前記加算素子は前記両D形フリツプフロツプ回
路に後置接続されており、方向信号を位置計数器
に供給するものであり、 前記縁部検出器は、他方の位置信号のそれぞれ
の縁部においても、一方の位置信号と同様にクロ
ツクパルスを形成するものであり、 該縁部検出器のクロツクパルスは前記両D形フ
リツプフロツプ回路のクロツク入力側に供給され
るように構成して解除される。
1のフリツプフロツプ回路と第2のフリツプフロ
ツプ回路と加算素子を有し、 前記第1のフリツプフロツプ回路は、第1の位
置信号が直接供給されるD形フリツプフロツプ回
路として構成されており、 前記第2のフリツプフロツプ回路は、第2の位
置信号が遅延素子を介して供給されるD形フリツ
プフロツプ回路として構成されており、 前記加算素子は前記両D形フリツプフロツプ回
路に後置接続されており、方向信号を位置計数器
に供給するものであり、 前記縁部検出器は、他方の位置信号のそれぞれ
の縁部においても、一方の位置信号と同様にクロ
ツクパルスを形成するものであり、 該縁部検出器のクロツクパルスは前記両D形フ
リツプフロツプ回路のクロツク入力側に供給され
るように構成して解除される。
発明の効果
このような構成によれば、位置計数器の計数値
は常に移動可能な物体の位置に対応するようにな
る。障害パルス用の計数器は省略される。両位置
信号のすべての縁部を検地するので、移動する物
体の移動方向の変化をできるだけ早い時点に高い
分解能で測定する利点を有する。移動方向の弁別
は両D形フリツプフロツプ回路と加算素子とを用
いて僅かな費用で行われる。遅延素子を用いたこ
とによつて、確実に、第1の位置信号の1つの縁
部の前にあるこの位置信号の値を第2の位置信号
の後続する縁部の前にある第2の位置信号の値と
直接に加算素子で方向弁別のために比較できるよ
うになる。また第1の位置信号の1つの縁部の前
にある振幅値を、第2の位置信号の1つの縁部の
直後にある振幅値と比較できるようになる。
は常に移動可能な物体の位置に対応するようにな
る。障害パルス用の計数器は省略される。両位置
信号のすべての縁部を検地するので、移動する物
体の移動方向の変化をできるだけ早い時点に高い
分解能で測定する利点を有する。移動方向の弁別
は両D形フリツプフロツプ回路と加算素子とを用
いて僅かな費用で行われる。遅延素子を用いたこ
とによつて、確実に、第1の位置信号の1つの縁
部の前にあるこの位置信号の値を第2の位置信号
の後続する縁部の前にある第2の位置信号の値と
直接に加算素子で方向弁別のために比較できるよ
うになる。また第1の位置信号の1つの縁部の前
にある振幅値を、第2の位置信号の1つの縁部の
直後にある振幅値と比較できるようになる。
また縁部検出器の出力側と第1のD形フリツプ
フロツプ回路のクロツク入力側との間に、D−入
力側に前置接続された遅延素子の遅延時間より小
さな遅延時間を有する遅延素子を接続すると有利
である。これによつて他の位置信号の振幅値は、
この位置信号の縁部の直後に標本化される以前に
安定化されるようになる。
フロツプ回路のクロツク入力側との間に、D−入
力側に前置接続された遅延素子の遅延時間より小
さな遅延時間を有する遅延素子を接続すると有利
である。これによつて他の位置信号の振幅値は、
この位置信号の縁部の直後に標本化される以前に
安定化されるようになる。
遅延素子を集積されたRC−素子をして構成す
ることができる。これは抵抗とコンデンサとだけ
から成るので構造が非常に簡単である。
ることができる。これは抵抗とコンデンサとだけ
から成るので構造が非常に簡単である。
縁部検出器の出力側と位置計数器のクロツクパ
ルス入力側との間に、パルス周波数を1/4に分周
する分周器を接続すると有利である。この分周器
は2つの位置信号の衝撃係数百分率の公差によつ
て位置信号のすべての縁部から導出されるクロツ
クパルスに生ずる周波数変動を除去する。それは
その場合分周器は、それぞれ4番目のクロツクパ
ルスだけを計数のために位置計数器に転送し、か
つすべての第4番目のクロツクパルスの時間間隔
は、2つの位置信号の衝撃係数百分率が異なつて
も移動する物体の移動速度が一定であれば、一定
になるからである。
ルス入力側との間に、パルス周波数を1/4に分周
する分周器を接続すると有利である。この分周器
は2つの位置信号の衝撃係数百分率の公差によつ
て位置信号のすべての縁部から導出されるクロツ
クパルスに生ずる周波数変動を除去する。それは
その場合分周器は、それぞれ4番目のクロツクパ
ルスだけを計数のために位置計数器に転送し、か
つすべての第4番目のクロツクパルスの時間間隔
は、2つの位置信号の衝撃係数百分率が異なつて
も移動する物体の移動速度が一定であれば、一定
になるからである。
また分周器に可逆パルス計数器を設け、可逆パ
ルス計数器の計数方向入力側を方向弁別器の出力
側に接続することができる。それ故このパルス計
数器の計数方向は移動する物体の移動方向が反転
すると同時に反転するので、移動方向が反転した
場合の間違つた計数は阻止される。
ルス計数器の計数方向入力側を方向弁別器の出力
側に接続することができる。それ故このパルス計
数器の計数方向は移動する物体の移動方向が反転
すると同時に反転するので、移動方向が反転した
場合の間違つた計数は阻止される。
実施例の説明
次に本発明を図示の実施例につき詳しく説明す
る。
る。
第1図に示した位置調整回路は調整器1とサー
ボモータ2とパルス発生器3と信号発生器4と分
周器5と位置計数器6と設定値発生器7とを有す
る。
ボモータ2とパルス発生器3と信号発生器4と分
周器5と位置計数器6と設定値発生器7とを有す
る。
設定値発生器7から供給されるデイジタル形の
設定値は位置計数器6から供給されるデイジタル
形の位置実際値と、調整器1で比較される。比較
の際に得られた差即ち調整偏差はアナログ形の調
節信号に変換されかつ接続線8を介してサーボモ
ータ2に供給される。サーボモータ2は前述の調
節信号に依存して、場合によつてはかさ歯車9と
スピンドル10とを有する伝動装置を介して、移
動可能な物体11例えば工作機械のテーブルを双
方向矢印12によつて示すように一方または他方
の移動方向に調節する。
設定値は位置計数器6から供給されるデイジタル
形の位置実際値と、調整器1で比較される。比較
の際に得られた差即ち調整偏差はアナログ形の調
節信号に変換されかつ接続線8を介してサーボモ
ータ2に供給される。サーボモータ2は前述の調
節信号に依存して、場合によつてはかさ歯車9と
スピンドル10とを有する伝動装置を介して、移
動可能な物体11例えば工作機械のテーブルを双
方向矢印12によつて示すように一方または他方
の移動方向に調節する。
サーボモータ2の軸13の回転角度位置と回転
数と回転方向、ひいては移動可能な物体11の位
置と移動方向とは、2つの出力線路14と15を
有しかつ軸13と結合されたパルス発生器3によ
つて、相互に約90°の位相差を有しかつ約50%の
衝撃係数百分率(パルス持続時間の周期に対する
比)を有する2つの方形波位置信号AおよびBに
変換される。1つの位置信号Aが他方の位置信号
Bに対して位相が進んでいるかまたは遅れている
かにしたがつて、サーボモータ2および移動可能
な物体11がいずれの方向に駆動されたかを示し
ている。それに対して移動開始時期からの両位置
信号AとBのパルス数は、移動可能な物体11
の、運動の初期位置を基準としての進行距離また
は位置に対する尺度である。
数と回転方向、ひいては移動可能な物体11の位
置と移動方向とは、2つの出力線路14と15を
有しかつ軸13と結合されたパルス発生器3によ
つて、相互に約90°の位相差を有しかつ約50%の
衝撃係数百分率(パルス持続時間の周期に対する
比)を有する2つの方形波位置信号AおよびBに
変換される。1つの位置信号Aが他方の位置信号
Bに対して位相が進んでいるかまたは遅れている
かにしたがつて、サーボモータ2および移動可能
な物体11がいずれの方向に駆動されたかを示し
ている。それに対して移動開始時期からの両位置
信号AとBのパルス数は、移動可能な物体11
の、運動の初期位置を基準としての進行距離また
は位置に対する尺度である。
このためにパルス発生器3はサーボモータ2に
よつて駆動される基準パターン16を有し、この
パターンは所望の位置信号の90°の位相差に応じ
て相互に空間的にずらして設けられたセンサによ
つて走査されかつパルス形成装置17,18を介
して方形波位置信号AとBに変換される。
よつて駆動される基準パターン16を有し、この
パターンは所望の位置信号の90°の位相差に応じ
て相互に空間的にずらして設けられたセンサによ
つて走査されかつパルス形成装置17,18を介
して方形波位置信号AとBに変換される。
位置信号AとBは信号発生器4に供給される。
信号発生器4は位置信号AとBの相対的位相差の
符号から、方向信号Rを出力線路19に送出し、
かつ両位置信号AとBのすべての縁部からそれぞ
れ1つのクロツクパルスTを第2の出力線路20
に送出する。
信号発生器4は位置信号AとBの相対的位相差の
符号から、方向信号Rを出力線路19に送出し、
かつ両位置信号AとBのすべての縁部からそれぞ
れ1つのクロツクパルスTを第2の出力線路20
に送出する。
このために信号発生器4は方向弁別器21とパ
ルスの縁部検出器22とを有する。
ルスの縁部検出器22とを有する。
方向弁別器21は2つのD形フリツプフロツプ
回路23および24と、フリツプフロツプ回路2
4のD−入力側に前置接続された遅延素子25
と、両フリツプフロツプ回路23および24のク
ロツク入力側Cに前置接続された第2の遅延素子
26と、両フリツプフロツプ回路23および24
のQ−出力側(“真”出力側)に接続された排他
的OR素子の形の加算素子27とを有する。遅延
素子25の遅延時間t1は位置信号AとBのうち1
つの最も小さな周期の半分より著しく短かく、か
つ遅延時間t2はt1より短かい。遅延素子25と2
6はそれらの入力信号の前縁と後縁とを同じ遅延
時間t1またはt2だけ遅延するように作動される。
回路23および24と、フリツプフロツプ回路2
4のD−入力側に前置接続された遅延素子25
と、両フリツプフロツプ回路23および24のク
ロツク入力側Cに前置接続された第2の遅延素子
26と、両フリツプフロツプ回路23および24
のQ−出力側(“真”出力側)に接続された排他
的OR素子の形の加算素子27とを有する。遅延
素子25の遅延時間t1は位置信号AとBのうち1
つの最も小さな周期の半分より著しく短かく、か
つ遅延時間t2はt1より短かい。遅延素子25と2
6はそれらの入力信号の前縁と後縁とを同じ遅延
時間t1またはt2だけ遅延するように作動される。
縁部検出器22は入力側が線路14および15
に接続された排他的OR素子28と、接続線29
を介して排他的OR素子28の出力側に接続され
かつ遅延素子25と同じ遅延時間t1を有する遅延
素子30と、もう1つの排他的OR素子31とを
有し、その場合排他的OR素子31の1つの入力
側は接続線32を介して遅延素子30の出力側に
接続されており、かつ他方の入力側は接続線33
と接続線29とを介して直接に排他的OR素子2
8の出力側に接続されている。縁部検出器22す
なわち排他的OR素子31の出力側に生ずるクロ
ツクパルスTは接続線34を介して、一方で遅延
素子26の入力側に供給され、かつ他方では否定
素子35を介して反転されたクロツクパルスと
して、出力線路20に供給される。
に接続された排他的OR素子28と、接続線29
を介して排他的OR素子28の出力側に接続され
かつ遅延素子25と同じ遅延時間t1を有する遅延
素子30と、もう1つの排他的OR素子31とを
有し、その場合排他的OR素子31の1つの入力
側は接続線32を介して遅延素子30の出力側に
接続されており、かつ他方の入力側は接続線33
と接続線29とを介して直接に排他的OR素子2
8の出力側に接続されている。縁部検出器22す
なわち排他的OR素子31の出力側に生ずるクロ
ツクパルスTは接続線34を介して、一方で遅延
素子26の入力側に供給され、かつ他方では否定
素子35を介して反転されたクロツクパルスと
して、出力線路20に供給される。
分周器5は可逆パルス計数器36を有し、可逆
パルス計数器のクロツク入力側に線路20を介し
て供給されたクロツクパルスを1/4に分周する、
即ちそれぞれ4つのクロツクパルスに対して1
つのクロツクパルス出力T4を、位置計数器6の
クロツク入力側Cに接続された出力線路37に送
出する。
パルス計数器のクロツク入力側に線路20を介し
て供給されたクロツクパルスを1/4に分周する、
即ちそれぞれ4つのクロツクパルスに対して1
つのクロツクパルス出力T4を、位置計数器6の
クロツク入力側Cに接続された出力線路37に送
出する。
また分周器5はパルス計数器36の出力信号
Q1とQ3を論理結合するNAND素子38を有し、
NAND素子38は遅延素子39を介して跳躍特
性を有するNAND素子40の1つの入力側に接
続されている。
Q1とQ3を論理結合するNAND素子38を有し、
NAND素子38は遅延素子39を介して跳躍特
性を有するNAND素子40の1つの入力側に接
続されている。
また出力信号Coはもう1つの遅延素子41を
介してNAND素子40の他方の入力側に供給さ
れる。遅延素子39と41の遅延時間t3はt1より
短かいが、t1に等しく選択することもできる。
介してNAND素子40の他方の入力側に供給さ
れる。遅延素子39と41の遅延時間t3はt1より
短かいが、t1に等しく選択することもできる。
NAND素子40の出力側は接続線37を介し
てパルス計数器36のセツト入力側Pに接続され
ており、セツト入力側に1−信号が加わることに
よつて、計数器36は、入力側P1〜P4に2進信
号の形で加わつた数にプリセツトされる。この数
は、入力側P1に直接かまたは入力側P3に否定素
子42を介して反転して供給される方向信号Rが
1−信号であるかまたは0−信号であるかにした
がつて、2進数“0001”即ち10進数“1”、また
は2進数“0100”即ち10進数“4”になる。
てパルス計数器36のセツト入力側Pに接続され
ており、セツト入力側に1−信号が加わることに
よつて、計数器36は、入力側P1〜P4に2進信
号の形で加わつた数にプリセツトされる。この数
は、入力側P1に直接かまたは入力側P3に否定素
子42を介して反転して供給される方向信号Rが
1−信号であるかまたは0−信号であるかにした
がつて、2進数“0001”即ち10進数“1”、また
は2進数“0100”即ち10進数“4”になる。
また方向信号Rは計数器6と36の計数方向制
御入力側U/Dに供給され、それらの計数器はR
が1−信号の場合“カウントアツプ”し、Rが0
−信号の場合“カウントダウン”する。
御入力側U/Dに供給され、それらの計数器はR
が1−信号の場合“カウントアツプ”し、Rが0
−信号の場合“カウントダウン”する。
次に第1図に示した調整回路例えば信号発生器
4と分周器5と位置計数器6とで構成された増分
形デイジタル変換器の動作を、第2図〜第4図に
つき同じ参照記号を用いて詳しく説明する。
4と分周器5と位置計数器6とで構成された増分
形デイジタル変換器の動作を、第2図〜第4図に
つき同じ参照記号を用いて詳しく説明する。
第2図の位置信号AとBは、位置計数器6がカ
ウントダウン作動をする必要がある(R=“0”)
相対的位相位置を有し、それらの位置信号から排
他的OR素子28によつて信号S(第1図および
第2図参照)が生ずる。信号Sの周波数は位置信
号AおよびBの一方の周波数の2倍の大きさを有
しかつ衝撃係数百分率は0.5で同じである。それ
故遅延素子30の出力側に、信号Sに対して時間
t1だけ遅延した信号S′(第1図および第2図参照)
が生ずる。この信号S′はもう1度排他的OR素子
3位置で遅延されていない信号Sと論理結合さ
れ、それによつて接続線34に、位置信号AとB
の周波数よりかなり高い周波数を有するクロツク
パルスT(第1図および第2図参照)が生ずる。
クロツクパルスTの前縁部は位置信号AとBのす
べての縁部に一致する。クロツクパルスTの持続
時間は遅延素子30の遅延時間t1に対応する。ク
ロツクパルスTを否定素子35によつて反転す
る、それはその場合計数器36の計数操作を、信
号AとBの縁部に対して幾分遅延してクロツク入
力側Cに供給されるクロツクパルスの前縁(0
−1移行縁)で行うことによつて、クロツク信号
Tの前縁に同期した、方向信号Rの振幅の交番変
化の後で計数操作を開所する以前に、方向信号の
振幅は安定化されるからである。
ウントダウン作動をする必要がある(R=“0”)
相対的位相位置を有し、それらの位置信号から排
他的OR素子28によつて信号S(第1図および
第2図参照)が生ずる。信号Sの周波数は位置信
号AおよびBの一方の周波数の2倍の大きさを有
しかつ衝撃係数百分率は0.5で同じである。それ
故遅延素子30の出力側に、信号Sに対して時間
t1だけ遅延した信号S′(第1図および第2図参照)
が生ずる。この信号S′はもう1度排他的OR素子
3位置で遅延されていない信号Sと論理結合さ
れ、それによつて接続線34に、位置信号AとB
の周波数よりかなり高い周波数を有するクロツク
パルスT(第1図および第2図参照)が生ずる。
クロツクパルスTの前縁部は位置信号AとBのす
べての縁部に一致する。クロツクパルスTの持続
時間は遅延素子30の遅延時間t1に対応する。ク
ロツクパルスTを否定素子35によつて反転す
る、それはその場合計数器36の計数操作を、信
号AとBの縁部に対して幾分遅延してクロツク入
力側Cに供給されるクロツクパルスの前縁(0
−1移行縁)で行うことによつて、クロツク信号
Tの前縁に同期した、方向信号Rの振幅の交番変
化の後で計数操作を開所する以前に、方向信号の
振幅は安定化されるからである。
またクロツクパルスTはフリツプフロツプ回路
23と24のクロツク入力側Cに、遅延時間t2だ
け遅延したクロツクパルスT′として供給される。
位置信号Aはフリツプフロツプ回路23のD−入
力側に直接に供給されるが、位置信号Bはフリツ
プフロツプ回路24のD−入力側に、遅延素子2
5によつて遅延時間t1だけ遅延された位置信号
B′として供給される。その都度D−入力側に供
給される情報の、フリツプフロツプ回路23と2
4への記憶は、その都度クロツク入力側Cに供給
されるクロツクパルスT′の前縁(0−1移行縁)
で行われる、即ちD形フリツプフロツプ回路23
と24のD−入力側に1−信号が供給されかつ引
き続いてクロツク入力側Cにクロツクパルスが加
わると、当該のD形フリツプフロツプ回路はQ−
出力側にも1−信号が生ずるような回路状態とな
る。すでにQ−出力側に1−信号が生じている場
合には、その1−信号が保持される。D−入力側
におけるそれぞれの情報変化(1−0に変化また
は0−1の変化)は、後続のクロツクパルス
T′によつて記憶される。加算素子27は、フリ
ツプフロツプ回路23と24のQ−出力側の信号
が異なる場合は常に、方向信号R=“1”(“カウ
ントアツプ”)を発生し、その他の場合は方向信
号R=“0”(“カウントダウン”)が生ずる。それ
故位置信号Bの1つの縁部の直前の位置信号Bが
位置信号Aの後続の縁部の前方にある位置信号A
に一致する場合、または位置信号Bの1つの縁部
の後方の位置信号Bが位置信号Aの後続する縁部
の直後の位置信号Aに一致する場合、加算素子2
7は0−信号(“カウントダウン”)を発生する。
クロツクパルスは位置信号の縁部か導出され、ま
たクロツクパルスはその都度クロツクパルスをト
リガする位置信号の縁部の直前にある位置信号の
値を検出する(記憶する)ようにするために、位
置信号Bを遅延素子25によつて時間t1だけ遅延
させることによつて、位置信号Bの縁部から導出
されたクロツクパルスTは常に、遅延した(実際
に標本化される)位置信号B′より時間t1だけ早く
生ずる(第2図のB′とTを参照)。またクロツク
パルスはそのクロツクパルスをトリガする位置信
号Aの縁部の直後に生ずる位置信号Aの値を検出
する。それ故位置信号Aを、当該のクロツクパル
スをトリガする縁部の後でクロツクパルスT′が
発生する以前に新たな値に安定化するために、実
際に位置信号AとBを標本化するクロツクパルス
T′を、直接に位置信号の縁部から導出されるク
ロツクパルスTに対して時間t2だけ遅延させてい
る。また前述のようにクロツクパルスT′はそれ
をトリガする位置信号Bの縁部の前方にあるべき
なので、t2はt1より小さく選択している。また第
2図に示した位置信号AとBの相対的位相位置
で、方向信号Rが供給される両方の計数器6と3
6がカウントダウンではなくカウントアツプをす
るようにすれば、回路機能(&B)v(A&)
にしたがつて位置信号AとBの(非等位)を検出
する排他的OR素子27(その場合回路機能にお
いて“&”はAND結合を示しかつ“v”はOR結
合を示す)の代りに、回路機能(A&B)v(
&)を検出する結合素子を、加算素子27とし
て用いることもできる。
23と24のクロツク入力側Cに、遅延時間t2だ
け遅延したクロツクパルスT′として供給される。
位置信号Aはフリツプフロツプ回路23のD−入
力側に直接に供給されるが、位置信号Bはフリツ
プフロツプ回路24のD−入力側に、遅延素子2
5によつて遅延時間t1だけ遅延された位置信号
B′として供給される。その都度D−入力側に供
給される情報の、フリツプフロツプ回路23と2
4への記憶は、その都度クロツク入力側Cに供給
されるクロツクパルスT′の前縁(0−1移行縁)
で行われる、即ちD形フリツプフロツプ回路23
と24のD−入力側に1−信号が供給されかつ引
き続いてクロツク入力側Cにクロツクパルスが加
わると、当該のD形フリツプフロツプ回路はQ−
出力側にも1−信号が生ずるような回路状態とな
る。すでにQ−出力側に1−信号が生じている場
合には、その1−信号が保持される。D−入力側
におけるそれぞれの情報変化(1−0に変化また
は0−1の変化)は、後続のクロツクパルス
T′によつて記憶される。加算素子27は、フリ
ツプフロツプ回路23と24のQ−出力側の信号
が異なる場合は常に、方向信号R=“1”(“カウ
ントアツプ”)を発生し、その他の場合は方向信
号R=“0”(“カウントダウン”)が生ずる。それ
故位置信号Bの1つの縁部の直前の位置信号Bが
位置信号Aの後続の縁部の前方にある位置信号A
に一致する場合、または位置信号Bの1つの縁部
の後方の位置信号Bが位置信号Aの後続する縁部
の直後の位置信号Aに一致する場合、加算素子2
7は0−信号(“カウントダウン”)を発生する。
クロツクパルスは位置信号の縁部か導出され、ま
たクロツクパルスはその都度クロツクパルスをト
リガする位置信号の縁部の直前にある位置信号の
値を検出する(記憶する)ようにするために、位
置信号Bを遅延素子25によつて時間t1だけ遅延
させることによつて、位置信号Bの縁部から導出
されたクロツクパルスTは常に、遅延した(実際
に標本化される)位置信号B′より時間t1だけ早く
生ずる(第2図のB′とTを参照)。またクロツク
パルスはそのクロツクパルスをトリガする位置信
号Aの縁部の直後に生ずる位置信号Aの値を検出
する。それ故位置信号Aを、当該のクロツクパル
スをトリガする縁部の後でクロツクパルスT′が
発生する以前に新たな値に安定化するために、実
際に位置信号AとBを標本化するクロツクパルス
T′を、直接に位置信号の縁部から導出されるク
ロツクパルスTに対して時間t2だけ遅延させてい
る。また前述のようにクロツクパルスT′はそれ
をトリガする位置信号Bの縁部の前方にあるべき
なので、t2はt1より小さく選択している。また第
2図に示した位置信号AとBの相対的位相位置
で、方向信号Rが供給される両方の計数器6と3
6がカウントダウンではなくカウントアツプをす
るようにすれば、回路機能(&B)v(A&)
にしたがつて位置信号AとBの(非等位)を検出
する排他的OR素子27(その場合回路機能にお
いて“&”はAND結合を示しかつ“v”はOR結
合を示す)の代りに、回路機能(A&B)v(
&)を検出する結合素子を、加算素子27とし
て用いることもできる。
また分周器5を設けた目的を第4図につき簡単
に説明する:実際には例えばパルス発生器3の制
作公差に基づき、位置信号AとBの衝撃係数百分
率は50%とは異なることがある。わかり易くする
ために非対称性を誇張して示されているが、この
ように非対称な位置信号AとBを第4図に示す。
その結果これらの位置信号AとBの縁部から導出
されるクロツクパルスT(第4図参照)も異なつ
た間隔を有する。それ故軸13が一様に回転しま
た物体11が一様に移動した場合でも、位置計数
器6における実際値検出は一様には行われないの
で、調整過程が不安定になるかまたは到来する設
定値との正確な比較ができなくなる。クロツクパ
ルスの周波数を4分の1に分周すれば分周器5の
クロツクパルス出力T4は一様なパルス間隔を有
するようになる。それは実際に位置信号AとBの
衝撃係数百分率はことなることがあるが、それら
の信号の周波数または周期は、移動する物体の速
度が一定であれば、一定であるからである。更に
位置計数器6は、すべてのクロツクパルスまたは
1つおきのクロツクパルスで歩進切換えする位置
計数器に対して(移動する物体の同じ最大計数距
離区間に関し)、比較的小さな計数容量で構成さ
れる。
に説明する:実際には例えばパルス発生器3の制
作公差に基づき、位置信号AとBの衝撃係数百分
率は50%とは異なることがある。わかり易くする
ために非対称性を誇張して示されているが、この
ように非対称な位置信号AとBを第4図に示す。
その結果これらの位置信号AとBの縁部から導出
されるクロツクパルスT(第4図参照)も異なつ
た間隔を有する。それ故軸13が一様に回転しま
た物体11が一様に移動した場合でも、位置計数
器6における実際値検出は一様には行われないの
で、調整過程が不安定になるかまたは到来する設
定値との正確な比較ができなくなる。クロツクパ
ルスの周波数を4分の1に分周すれば分周器5の
クロツクパルス出力T4は一様なパルス間隔を有
するようになる。それは実際に位置信号AとBの
衝撃係数百分率はことなることがあるが、それら
の信号の周波数または周期は、移動する物体の速
度が一定であれば、一定であるからである。更に
位置計数器6は、すべてのクロツクパルスまたは
1つおきのクロツクパルスで歩進切換えする位置
計数器に対して(移動する物体の同じ最大計数距
離区間に関し)、比較的小さな計数容量で構成さ
れる。
分周器5の2進計数器36がそれぞれ第4番目
のクロツクパルスで出力パルスCo(第2図参
照)を発生する、即ち分周器5が第4番目のクロ
ツクパルス毎にクロツクパルス出力T4を発生
するようにするために、それぞれのクロツクパル
ス出力T4によつて計数器36を再び、方向信号
Rによつてプリセツト入力側P1〜P4を介して与
えられる初期値即ち“0001”=1かまたは“0100”
=4に復帰させる。カウントアツプの場合、計数
器36の計数値は10進数で循環的に数列1,2,
3,4,1,2,3,4,1,2……を形成する
ように変化する。“4”から“1”に変化する場
合計数器36は一時的に計数値“5”=“0101”に
なり、その場合出力信号Q1とQ3(第3図参照)は
2つとも“1”である。このためNAND素子3
8によつて0−信号S38が生じ、0−信号S38は遅
延素子39によつて時間t3だけ遅延されかつ
NAND素子によつて反転されて、計数器36の
リセツト入力側PにリセツトパルスT4として
(または分周器5の出力側にクロツクパルス出力
として)供給される。それによつて計数器36は
“1”(=“0001”)にリセツトするので、計数過程
は1,2,3,……のように継続する。
のクロツクパルスで出力パルスCo(第2図参
照)を発生する、即ち分周器5が第4番目のクロ
ツクパルス毎にクロツクパルス出力T4を発生
するようにするために、それぞれのクロツクパル
ス出力T4によつて計数器36を再び、方向信号
Rによつてプリセツト入力側P1〜P4を介して与
えられる初期値即ち“0001”=1かまたは“0100”
=4に復帰させる。カウントアツプの場合、計数
器36の計数値は10進数で循環的に数列1,2,
3,4,1,2,3,4,1,2……を形成する
ように変化する。“4”から“1”に変化する場
合計数器36は一時的に計数値“5”=“0101”に
なり、その場合出力信号Q1とQ3(第3図参照)は
2つとも“1”である。このためNAND素子3
8によつて0−信号S38が生じ、0−信号S38は遅
延素子39によつて時間t3だけ遅延されかつ
NAND素子によつて反転されて、計数器36の
リセツト入力側PにリセツトパルスT4として
(または分周器5の出力側にクロツクパルス出力
として)供給される。それによつて計数器36は
“1”(=“0001”)にリセツトするので、計数過程
は1,2,3,……のように継続する。
カウントダウン(R=“1”)の場合、計数器3
6の計数値は前述の数列を逆に、即ち数列4,
3,2,1,4,3,……を形成するように変化
する。“1”から“4”に変化する場合、計数器
36は0−パルスCo(第2図参照)を発生し、0
−パルスCoは遅延素子41によつて時間t3だけ遅
延されかつNAND素子40によつて反転される
ので、NAND素子40の出力側にリセツトパル
スまたはクロツクパルスT4が生ずる。このパル
スは計数器36をリセツトし、ひいては0−パル
スCoを終了させる。その場合クロツクパルス出
力の期間は遅延時間t3に相応する。
6の計数値は前述の数列を逆に、即ち数列4,
3,2,1,4,3,……を形成するように変化
する。“1”から“4”に変化する場合、計数器
36は0−パルスCo(第2図参照)を発生し、0
−パルスCoは遅延素子41によつて時間t3だけ遅
延されかつNAND素子40によつて反転される
ので、NAND素子40の出力側にリセツトパル
スまたはクロツクパルスT4が生ずる。このパル
スは計数器36をリセツトし、ひいては0−パル
スCoを終了させる。その場合クロツクパルス出
力の期間は遅延時間t3に相応する。
位置計数器6は、1−信号Rの期間に供給され
るクロツクパルスT4をカウントアツプ方向に計
数し、かつカウントダウン信号R=0の期間に供
給されるクロツクパルスT4をカウントダウン方
向に計数するので、位置計数器6の計数値は常
に、移動可能な物体11の位置の実際値に相応す
る。この実際値は調整器1で、設定値発生器7で
調節された設定値と比較され、調整偏差が存在す
る場合、移動可能な物体11の位置を相応して再
調整するようにする。
るクロツクパルスT4をカウントアツプ方向に計
数し、かつカウントダウン信号R=0の期間に供
給されるクロツクパルスT4をカウントダウン方
向に計数するので、位置計数器6の計数値は常
に、移動可能な物体11の位置の実際値に相応す
る。この実際値は調整器1で、設定値発生器7で
調節された設定値と比較され、調整偏差が存在す
る場合、移動可能な物体11の位置を相応して再
調整するようにする。
第1図は本発明による変換器を有する位置調整
回路のブロツク図、第2図〜第4図は第1図の位
置調整回路で生ずる信号の時間変化を示す線図で
ある。 1……調整器、2……サーボモータ、3……パ
ルス発生器、4……信号発生器、5……分周器、
6……位置計数器、7……設定値発生器、11…
…物体。
回路のブロツク図、第2図〜第4図は第1図の位
置調整回路で生ずる信号の時間変化を示す線図で
ある。 1……調整器、2……サーボモータ、3……パ
ルス発生器、4……信号発生器、5……分周器、
6……位置計数器、7……設定値発生器、11…
…物体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 2つの位置信号を、位置を表わすデイジタル
量に変換する増分形デイジタル変換器であつて、 パルス発生器3と; 設定値発生器7と; 可逆位置計数器6と; 調整器1と; 信号発生器4と; を有し、 前記パルス発生器3は、2つの反対方向に移動
可能な物体11の位置と移動方向とを示す位相の
ずれた2つの位置信号A,Bを発生するものであ
り、 前記設定値発生器7は、所定のデイジタル目標
値を送出するものであり、 前記可逆位置計数器6は、方向信号Rとクロツ
クパルスとから前記物体11の位置実際値を形成
するものであり、 前記調整器1は、前記目標値と前記位置実際値
とを比較し、制御偏差に相応して前記物体11を
調整するものであり、 前記信号発生器は、縁部検出器22と方向弁別
器21とを有し、 前記縁部検出器22は、位置計数器により計数
されるクロツクパルスを一方の位置信号Bのそれ
ぞれの縁部から導出するものであり、 前記方向弁別器21には一方で縁部検出器22
のクロツクパルスTが供給され、他方で前記2つ
の位置信号A,Bが供給され、前記位置計数器6
の計数方向を定める方向信号Rを、当該位置信号
A,Bから導出するものである、 増分形デイジタル変換器において、 前記方向弁別器21は、第1のフリツプフロツ
プ回路23と第2のフリツプフロツプ回路24と
加算素子27とを有し、 前記第1のフリツプフロツプ回路23は、第1
の位置信号Aが直接供給されるD形フリツプフロ
ツプ回路として構成されており、 前記第2のフリツプフロツプ回路24は、第2
の位置信号Bが遅延素子25を介して供給される
D形フリツプフロツプ回路として構成されてお
り、 前記加算素子27は前記量D形フリツプフロツ
プ回路23,24に後置接続されており、方向信
号Rを位置計数器6に供給するものであり、 前記縁部検出器22は、他方の位置信号Aのそ
れぞれの縁部においても、一方の位置信号Bと同
様にクロツクパルスTを形成するものであり、 該縁部検出器22のクロツクパルスは前記両D
形フリツプフロツプ回路23,24のクロツク入
力側Cに供給される、ことを特徴とする増分形デ
イジタル変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3219894.9 | 1982-05-27 | ||
| DE19823219894 DE3219894C2 (de) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | Inkremental-Digital-Umsetzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58214811A JPS58214811A (ja) | 1983-12-14 |
| JPH0374325B2 true JPH0374325B2 (ja) | 1991-11-26 |
Family
ID=6164596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8931283A Granted JPS58214811A (ja) | 1982-05-27 | 1983-05-23 | 増分形デイジタル変換器 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58214811A (ja) |
| CA (1) | CA1201787A (ja) |
| DE (1) | DE3219894C2 (ja) |
| DK (1) | DK161911C (ja) |
| FR (1) | FR2527802B1 (ja) |
| GB (1) | GB2123141B (ja) |
| SE (1) | SE455231B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1221742B (it) * | 1983-11-22 | 1990-07-12 | Aca Electronic Picone Armando | Impianto di controllo e misurazione degli spostamenti in particolare di macchine utensili |
| DE3445342A1 (de) * | 1983-12-12 | 1985-06-20 | Asahi Kogaku Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Laserstrahlbelichtungssystem |
| DE3718733A1 (de) * | 1987-06-04 | 1988-12-22 | Euchner & Co | Impulsgerberschaltung fuer inkrementale positionsgeber |
| US4789874A (en) * | 1987-07-23 | 1988-12-06 | Hewlett-Packard Company | Single channel encoder system |
| US4831510A (en) * | 1987-09-17 | 1989-05-16 | Allen-Bradley Company, Inc. | Encoder and resolver signal processing circuit |
| DE3809201A1 (de) * | 1988-03-18 | 1989-09-28 | Siemens Ag | Wegmesseinrichtung |
| DE3815533C1 (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-30 | Heidelberger Druckmaschinen Ag, 6900 Heidelberg, De | |
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