Устройство для программного управления шаговым двигателем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее реверсивный счетчик, блок управ;Ления шаговым двигателем и блок задания програь мы, соединенный информа:ционным выходом С ВХОДОМ цифроанало:гового преобразователя, подключенного выходом к входу управляемого генератора шпульсов, связанного выходом с первш входом первого элемента И, подключенного выходом к входу первого делителя частоты, отличающе .области применения устройства, в него введены компаратор, второй элемент И, второй делитель гастоты и дешифратор, подключенный выходом основной последовательности импульсов к первому информационному входу блока задания программы, выходом смещенной последовательности импульсов - к второму информационному входу блока задания программ, а первым и вторым входами - соответственно к первому и второму выходам реверсивного счетчика, связанного суммирующим входом с выходом первого элемента И, а вычитающим входом - с входом второго делителя частоты и выходом второго элемента И, соединенного первым входом с выходом управляемого генератора ршпульсов, а вторым входом - с первым выходом компаратора , подключенного вторым выходом к второму входу первого элемента И, а входом - к входу управляемого гене: ратора импульсов, причем первый и второй входы блока управления шаго00 вым :двигателем соединены: с выходами соответственно первого и второго деэо лителей частоты.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) б (1!) А

4(5)) 6 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3594195/24-24 (22) 23.05.83 (46) 23.02.85. Вюл, У 7 (72) Э.З.Амбарцумян (71) Ордена Трудового Красного

Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлоре.жущих станков (53) 621.914.531.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 491121, кл. G 05 В 19/40, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР В 336647, кл. G 05 В 19/18, 1972 (прототип).

3. Синичкин С.Г. Микроэлектронные устройства в системах управления станками. М., "Машиностроение", 1983. (54)(57) УСТРойСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее реверсивный счетчик, блок управления шаговым двигателем и блок зада ния програМмы, соединенный информа:ционным выходом с входом цифроанало гового преобразователя, подключенного выходом к входу управляемого генератора импульсов, связанного выходом с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к входу первого делителя частоты, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения .области применения устройства, в него введены компаратор, второй элемент И, второй делитель -частоты и дешифратор, подключенный выходом основной последовательности импульсов к первому информационному входу блока задания программы, выходом смещенной последовательности импульсов — к второму информационному входу блока задания программ, а первым и вторым входами — соответственно к первому и второму выходам реверсивного счетчика, связанного суммирующим входом с выходом первого элемента И, а вычитающим входом — с входом второго делителя частоты и выходом второго элемента И, соединенного первым входом с выходом управляемого генератора импульсов, а вторым входоМ вЂ” с первым выходом компаратора, подключенного вторым выходом к второму входу первого элемента И, а входом — к входу управляемого гене. ратора импульсов, причем первый и второй входы блока управления шаговым,двигателем соединены: с выходами соответственно первого и второго делителей частоты.

1141378

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в металлорежущих станках с числовым програмМным управлением (ЧПУ), оснащенных шаговыми двигателями подач. 5

Известно устройство управления шаговым двигателем, состоящее иэ блока задания программы и каналов управления, каждый из которых содержит управляемый вентиль, первый вход которого подключен к блоку задания программы, стабилизатор тока, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход — к соответствующей фазе шарового двигателя и первому входу сумматора, а также реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, соединенные последовательно, причем вход счетчика подключен к выходу управляемого вентиля, выход — 2О к второму входу того же вентиля, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом сумматора (13.

Недостатком данного устройства 2 являются сложность и ограниченные функциональные возможности.

Наибрлее близким к изобретению является устройство для программного управления шаговым двигателем, содер-ЗО жащее блок задания программы, выход которого через усилитель соединен с входом цифроаналогового преобразователя и через синхронизатор — с первым входом реверсивного счетчика, 35 другой вход которого также через синхронизатор подключен к выходу делителя частоты, вход которого объединен с входом блока управления двйгателем и подключен к выходу схемы И, первый вход которой соединен с выходом реверсивного счетчика, а второй — с выходом управляемого генератора импульсов, связанного управляющим входом с выходом цифроЯ аналогового преобразователя (2 j.

Недостатком известного устройства является то, что оно,позволяет управлять шаговым двигателем только в системах с импульсной интерполяцией.

В то же время современные микропроцессорные системы ЧПУ (" Электроника НЦ-31", НЦ-80 и др.) работают в режиме кодовой интерполяции и включают регулятор следящего приво- Ь да, реализованный программно.

Целью изобретения является расширение области применения устройства„ а именно возможность управления шаговым двигателем в системах с кодовой интерполяцией и программным регулятором следящего привода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления шаговым двигателем, содержащее реверсивный счетчик, блок управления шаговым двигателем и блок задания программы, соединенный информационным выходом с входом цифроана.-логового преобразователя, подключенного выходом к входу управляемого генератора импульсов, связанного выходом с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к входу первого делителя частоты, введены компаратор, второй элемент И, второй делитель частоты и дешифратор, подключенный выходом основной последовательности импульсов к первому информационному входу блока задания программы, выходом смещенной последовательности импульcoB — к второму информационному входу блока задания программ, а первым и вторым входами — соответственно к первому и второму выходам реверсивного счетчика,.связанного суммирующим входом с выходом первого элемента И, а вычитающим входом — с входом второго делителя частоты и выходом второго элемента И, соединенного первым входом с выходом управляемого генератора импульсов, а вторым входом — с первым выходом компэратора, подключенного вторым выходом к второму входу первого элемента И, а входом — к входу управляемого генератора импульсов, причем первый и второй входы блока управляемого шаговым двигателем соединены с выходами соответственно первого и второго делителей частоты.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока-задания программы; на фиг,3-схема формирования сигналов обратной вязи;на фиг. 4-временная диаграмма импульсов в канале обратной связи.

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 задания программы, цифроаналоговый преобразователь 2, компаратор 3, управляемый генератор 4 импульсов, первый и .второй элементы И 5 и 6, реверсивный счетчик 7, дешифратор 8, первый 9 и второй 10 делители частоты, блок,11 управления шаговым двигателем, входы и выходы 12-2О.

3 11413

Блок задания программы (фиг, 2) выполнен по (3) и содержит процессоры 21 и 22, оперативную память 23, кассетный накопитель 24, адаптер

25 каналов, пульт 26 оператора, контроллеры 27 привода, контроллер

28 импульсных преобразователей и контроллер 29 электроавтоматики станка.

Ввод программ осуществляется с 10 клавиатуры пульта 26 оператора или кассетного накопителя 24. Контроллер 27 привода осуществляет прием установки скорости по координатным осям и формирует на своем выходе 12 двоичный код цифроаналогового преобразователя. Контроллер 28 импульсных преобразователей предназначен для связи с датчиками обратной связи.

На информационные входы 19 и 20 20

:данного контроллера поступают сигкалы датчика, которые в контроллере преобразуются в коды и передаются в . процессор. Контроллер 29 электроавтоматики служит для переключения 25 исполнительных элементов и станка и приема еигналов от конечных выключателей. Адаптер 25 канала служит для согласования общей шины с конт-. роллерами связи со станком. В блоке 1 30 реализуется пропорционально-интегральный закон регулирования и производится сравнение кодов уставки заданной скорости перемещения и фактической скорости, формируемой в кана ле обратной связи (блок 29).

° Результат сравнения в виде двоичного кода поступает на цифроаналоговый преобразователь 2„

Дешифратор (фиг, 3) представляет 40 собой комбинацию элемейтов И 30-33 и формирует на своих выходах 19 и 20 импульсы, которые используются как импульсы датчика перемещения для замыкания цепи обратной связи в конт-45 роллере 28 импульсных преобразователей.

Входы дешифратора связаны с выходами 17 и 18 реверсивного счетчика 7, .на суммирующий вход 13 или вычитающий50 вход 14 которого поступает последовательность импульсов унитарного кода. Состояние счетчика распознается дешифратором, ка выходе которого формируется основная 19 и смешанная

20 последовательности импульсов датчика перемещения (фиг. 4). Число импульсов определяет величину, а сдвиг по фазе — направление перемещения. устройство работает следующим образом.

Двоичный выходной код на выходе

12 блока 1 программы, эквивалентный скорости перемещения, при помощи цифроаналогового преобразователя 2 преобразуется в напряжение, поступающее ка входы компаратора 3 и управляемого генератора 4 импульсов, частота которого линейно зависит от входного напряжения. Компаратор служит для определения направления перемещения и управляет работой элементов И 5 и -6 ° Сформировакные импульсы генератора через один из элементов И поступают ка вход реверсивного счетчика 7. При положительном входном сигнале счетчик работает на сложение, при отрицательном— на вычитание. К счетчику подключен дешифратор 8, на соответствующих выходах которого формируются основная и смещенная последовательности импульсов 19 и 20, необходимые для замыкания цепи обратной связи. Одновременно импульсы генератора через масштабирующие делители 9 и 1О поступают на информационные входы

15 или 16 блока 11 управлекия двигателем для отработки.

Таким образом, за счет динамических свойств следящего регулятора в блоке 1 реализуется разгон — торможение шагового двигателя, что существенно увеличивает диапазон рабочих подач. Прк этом предлагаемое устройство ЧПУ может быть исполь-! зовано для управлекия как следящим, так и шаговым н подач, что расширяет область его применения.

Использование предлагаемого устройства на станках с ЧПУ, оснащенных щаговыми приводами подач, позволит произвести их модернизацию без дополнительных затрат на привод.

1141378

1141378

1141378

Тираж 863

Заказ 494/35

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Горбунова

Редактор В. Иванова Техред С.Легеза Корректор M. Самборская