Устройство для управления шаговым двигателем
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах программного управления. Цель - упрощение устройства„ Устройство для управления шаговым двигателем содержит блок 1 задания перемещения, счетчик 2 импульсов, второй D-триггер З, первый D-триггер 4, элемент И-НЕ 5, генератор 6 импульсов, элемент И 7, мультиплексор 8, формирователь 9 импульсов,
„„SU„„164? 516 A i
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (g1)5 Г 05 В 19/40
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Bbu ад Затчика
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4603586/24 (22) 09. 11.-88 (46) 07.05.91. Бюп,, И 17 (71) Ровенский научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) В.А.Муравицкий, Б„Л„Даничкин, А.В.Мельничук и Г.К.Латайчук (53) 62-50,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 807233, кл. С 05 В 19/40, 1980.
Авторское свидетельство СССР
В 993212, кл. Г 05 В 19/40, 1981.
l ф
°
В
Ъ, ь
2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ
ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах программного управления. Цель— упрощение устройства. Устройство для управления шаговым двигателем содержит блок 1 задания перемещения, счетчик 2 импульсов, второй D-триггер 3, первый
D-триггер 4, элемент И-HE 5, генератор
6 импульсов, элемент И 7, мультиплексор 8, формирователь 9 импульсов, 1647516
tS коммутатор 10, шаговый двигатель 11, датчик 12 исходного положения, В данном устройстве сигнал с датчика обрабатывается аппаратной частью и произ5 водится остановка перемещения, после этого выполняется программа обработки сигнала в программном управляющем устройстве (принимается решение о дальнейших действиях: формирование технологической команды, начало нового цикла и т.д.), Это позволяет повысить точность позиционирования за счет уменьшения времени реакции устИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах программного управления.
Цель изобретения — упрощение устройства.
На фиг ° 1 представлена схема устройства для управления шаговым двигателем; на фиг, 2 — временная диаграмма работы.
Устройство содержит блок 1 задания перемещения, счетчик 2 импульсов, второй 3 и первый 4 D-триггеры, элемент И-НЕ 5, генератор 6 импульсов, элемент И 7, мультиплексор 8, формирователь 9 импульсов, коммутатор 10, шаговый двигатель 11, датчик 12 ис- 35 ходного положения.
Устройство работает следующим образом.
Число импульсов в пачке устанавливается параллельным кодом в блоке 1 40 задания перемещения и записывается в счетчик 2 импульсов (активным уровнем "Лог.О") сигналом по входу
"Сброс" при включении питания или изменении кода. Сигнал поступает через элемент И 7 на вход записи параллельной загрузки счетчика 2 импульсов. Управляющее устройство по входу "+" вырабатывает информацию о знаке направления вращения шагового 50 двигателя и формирует сигнал "Выполнение", который поступает на управляющий вход мультиплексора 8 и тактируемый фронтом импульса синхровход
В-триггеров 4 и 3. Так как D-входы 55 подсоединены к шине с уровнем сигнала, равным логической единице ("Лог.1"), D-триггеры 3 и 4 устанавройства на сигнал датчика. Если время задержки сигнала аппаратной частью в среднем не превышает задержку
3...5 элементов серии ТТЛ (для К 1555 1 22 нс = 110 нс), то для программной обработки этот интервал значительно больше. Например, при использовании в узле. управления микропроцессора (типа К580ВМ80) время выполнения пяти-восьми простейших операций типа регистр-регистр, необходимых для обработки сигнала, составляет
8 s 2 мкс = 16 мкс. 2 ил. ливаются в единичное состояние, Сигнал с выхода D-триггера 4 открывает элемент И-НЕ 5 и частота .генератора
6 импульсов поступает на вычитающий вход счетчика 2 и коммутатор 10 (коммутатор типа БУШ-1), Мультиплексор 8 под воздействием сигнала "Выполнение (уровень
"Лог. 1 ) коммутирует на Н-вход Dтриггера 4 сигнал с выхода формирователя 9 импульсов, Формирователь 9 импульсов формирует короткий импульс при срабатывании датчика 12 исходного положения„ При отсутствии сигнала
"Выполнение" (уровень "Лог,. 0") мультиплексор коммутирует на R-вход триггера 4 сигнал окончания счета с выхода счетчика 2. Таким образом, при наличии сигнала "Выполнение" сброс триггера 4 (окончание формирования импульсов) происходит только после срабатывания датчика 12, а при отсутствии — сигналом сс счетчика 2.
Внешнее устройство формирует сигнал "Выполнение" так, что при выходе исполнительного органа в точку позипионирования, остановка шагового двигателя происходит по сигналу со счетчика 2, а при выходе в исходное состояние — по сигналу с датчика 12.
Коммутатор 10 преобразует импульсы в последовательность токов в обмотках шагового двигателя 11, Сигнал с выхода D-триггера 3 поступает на выход
"Готовность", информируя внешнее устройство о начале формирования первой пачки импульсов, которое формирует импульс по входу "Запись" и сбрасывает триггер 3, После считывания числа на выходе счетчика 2 импульсов
1647516
55 формируется сигнал, который поступает на вход элемента И и производит перезапись кода в счетчик. Сигнал со счетчика также поступает на S-вход
D-триггера 3 и формирует сигнал Готовность".
Сигнал Запись снова сбрасывает триггер 3 и цикл повторяется до тех пор, пока общее количество импульсов по входу Готовность станет равным необходимому количеству пачек в серии импульсов. После этого внешнее управляющее устройство снимает сигнал
"Выполнение", тем самым мультиплексор
8 коммутирует на R-вход триггера 4 сигнал с выхоца счет ика 2 импульсов.
После считывания числа сигнал с его выхода сбрасывает D-триггер 4. Формирование серии импульсов на этом заканчивается и вращение шаговых двигателей прекращается.
Подсчет необходимого количества пачек импульсов производится вычислительным управляющим устройством путем подсчета количества активных уровней сигнала по шине "Готовность „ Jlëÿ удобства управления можно разбить все поле действия исполнительного механизма на координатную сетку с шагом, кратным перемещению механизма при отработке шаговым двигателем одной пачки импульсов. В программе управления вычислительного устройства достаточно указать координаты точек позиционирования исполнительного механизма ° Последовательность таких координат определяет последовательность и геометрию перемещений.Для выхода механизма в требуемую точку вычислительное управляющее устройство считывает координаты, формирует управляющие сигналы в необходимой последовательности, При установке исполнительного органа в исходное состояние формируются сигналы "+" и "Выполнение" и анализируется сигнал с выхода датчика исходного положения, Мультиплексор
8 коммутирует на вход D-триггера 4 сигнал с выхода формирователя 9 импульсов. При срабатывании датчика 12 исходного положения формирователь 9 импульсов выдает узкий импульс и сбрасывает D-триггер, Внешнее управляющее устройство снимает сигнал "Выполнение" и сбрасывает D-триггер 3.
Преимущество изобретения заключается в использовании минимального количества связей с внешним вычйслительным устройством, что существенно при.использовании в качестве такового контроллеров, не имеющих внешних шин адреса и данных и работающих только с унитарными сигналами (например контроллеры программируемые ГСП Микро ДАТ МБ 57.0), а также отпадает необходимость использования счетчика большой разрядности.
В устройстве сигнал с датчика обрабатывается аппаратной частью и производится остановка перемещения, после этого выполняется программа обработки сигнала в программном управляющем устройстве (принимается решение о дальнейших действиях: формирование технологической команды, начало нового цикла и т.д). Это позволяет повысить точность позиционирования за счет уменьшения времени реакции устройства на сигнал датчика.
Если время задержки сигнала аппаратной частью в среднем не превышает задержку 3..„5 элементов серии ТТЛ (для Y 155-5 к 22 нс = 110 нс), то для программной обработки этот ин« тервал значительно больше. Например, 30 при использовании в узле управления микропроцессора типа К580ВМ80 время выполнения пяти †вось простейших операций типа регистр — регистр, необходимых для обработки сигнала, 35 составляет 8 2 мкс = 16 мкс.
Кроме этого, использование нескольких такйх устройств обеспечивает одновременное управление несколькими шаговыми двигателями одним цифровым
40 вычислительным устройством.
Ф о р м у л а изобретения
Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее генератор импульсов, соединенный выходом с первым входом элемента И-HE подключенного выходом к вычитающему входу счетчика импульсов и к информационному входу коммутатора, второй вход элемента И-НЕ подключен к выходу первого D-триггера, соединенного с выходом "Выполнение" устройства для управления шаговым двигателем, R-вход второго D-триггера соединен с входом Запись" устройства для управления
tt ll шаговым двигателем, вход Готовность которого подключен к выходу второго
Р-триггера, о т л и ч а ю щ е е с я
16475
Составитель И.Швец
Редактор И,Шулла Техред JI.Ñåðäþêoíà Корректор С,Шекмар
Заказ 1398 Тираж 489 Подписное
ВЯИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðoä, ул. Гагарина,101 тем, что, целью упрощения устройства, в него дополнительно введены блок задания перемещения, датчик исходного положения формирователь им9
5 пульсов, элемент И и мультиплексор управляющий вход которого соединен с входом "Выполнение" устройства для управления шаговым двигателем и с
С-входами первого и второго Р-тригге10 ров, первый информационный вход - с выходом последнего разряда счетчика импульсов, с первым входом элемента
16 8
И и с S-входом второго Р-триггера, а второй информационный вход — с выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом датчика исходного положения, вход записи счетчика импульсов соединен с выходом элемента И, второй вход которого подключен к входу "Сброс" устройства для управления шаговым двигателем, вЫходы блока задания перемещения поразрядно соединены с группой информационных входов счетчика импульсов.
