Планарный шаговый электропривод
Изобретение относится к зпс аислехнч ке, з частности к плэнарныг.. им овь м эчектрспривсдзм, и может быть i спэ ьзогано в различных робототехнологических устройствах и станках Цель изобретения состой в попирании надежности В г парном шаговом электроприводе ревизована кьмбинированна фиксация якоре; s чду тору при действии на якорь звачитепьиого рэзчорачивзюи(8го момента песте устоаненич которого яхорь рзсфиксируют чадерживзч ГОДЗЧУ vnDasn souV ix импул - ов не время расфиксац.м 1 мл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,"!
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
О
Я ь.<Д
О, «, )
1 ! а«<шЪ (21) 4705068/07 (22) 14,06.89 (46) 07,10.91. Бюл, М 37 (75) Н,В,Мельников (53) 621.313.525 (088.8) (56) Ивоботенко Б.А., Козаченко В,Ф, Ваговый электропривод в робототехнике. M„
МЭИ, 1984, с. 72.
Авторское свидетельство СССР
r<0 заявке N 4499878, кл. Н 02 Р 8/00, 31.10,88. (54) ПЛАНАРНЦЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД
Изобретение относится к электротехнике, в частности к планарным шаговым электроприводам, и может быть использовано в различных робототехнологических устройствах и станках.
Цель изобретения — повышение надежности, На чертеже представлена блок-схема электропривода.
Планарный электродвигатель с пневмоопорой (х.у-ШД) содержит подвижный якорь 1 и неподвижный индуктор 2. На якоре 1 установлен исполнительный механизм (манипулятор) 3, В зазор между якорем 1 и индуктором 2 подается воздух по эластичному шлангу 4 через управляемый клапан 5.
Каждая из координат привода управляется по каналам 6 и 7 управления. Так, например, канал 6 состот из источника 8 управляющих импульсов, распределителя 9 импульсов, «<> SLY;!«1683,167 Ф < (57, Изсбретени Относится к зле:;TDCTexH!lК6, в частности к пла наpí ыv, шаl <.".Вым зл ектроприводам, и может быть ;спО -! 0 Годачу упоавляющих импyn(-.сов на Время расфиксации, 1< ил. Усилителя 10 мощносги, соеви«енного с Фазнцми Обмотками 11, кс<торые находлтсл неГ<осред твенно на як000 1, x, y/ ШД, < 15 импульсов (УГИ), Выход УГИ 15 соединен с одним из входов элемента И 16, Второй вход которого соединен с выходом Окончания счета Не у. :еньшение реверсивного счетчика 13, Выход элемента 15 соединен через ключ 17 с входом расг,ределителя 9 импульсов, к другому входу которого подключен зад тчик 18 направления, блок 1=питания соединен с регулятором 20 напряжения, выход которого через датчик 21 така соединен с фазными Обмотками 11. Выход 1683167 50 датчика 21 тока соединен с вычитающим входом третьего элемента 22 сравнения, первый суммирующий вход которого соединен с задатчиком 23 номинального тока, второй суммирующий вход через второй ключ 24 соединен с выходом задатчика 25 приращения тока. Задатчик 26 допустимого разворачивающего момента 26 соединен через первый элемент 27 сравнения с первым пороговым элементом 28, выход кото ого через второй элемент И 29 соединен с ключом 17. Вычитающий вход элемента 27 сравнения соединен с датчиком 30 момента, Задатчик 31 предельного момента через второй элемент 32 сравнения соединен с вторым пороговым элементом 33, выход которого соединен с одним из входов первого элемента И 34 и с входом интегратора 35. Вычитающий вход элемента 32 соединен с датчиком 30 разворачивающего момента, Вход сброса интегратора 35 Соединен с выходом порогового элемента 28. Выход интегратора 35 соединен с первым входом блока 36 умножения, второй вход которого через квадратор 37 соединен с задатчиком 38 тока. Выход блока 36 умножения соединен с суммирующим входом четвертого элемента 39 сравнения, вычитающий вход которого соединен с выходом блока 40 умножения, первый вход которого соединен с выходом интегратора 35, а второй через квадратор 41 — с выходом датчика 21 тока. Выход элемента 39 сравнения соединен через третий пороговый элемент 42 с ключом 43, вход которого соединен с задатчиком 44 зазора. а выход через усилитель 45 мощности — с управляемым клапаном 5. Выход порогового элемента 42 подключен через инвертор 46 к входу элемента 34, выход которого соединен с ключом 24. Кроме того, вход одновибратора 47 соединен с выходом третьего порогового элемента 42, а его выход — с вторыми входами второго 29 и третьего 48 элементов И. Первые их входы соединены с выходом первого порогового элемента 28, а выходы — с управляющими входами первых ключей в каналах 6 и 7 управления. Устройство работает следующим образом Когда действующий на якорь 1 со стороны манипулятора 3 разворачивающий момент меньше, чем момент, задаваемый задатчиком 26, импульсы 8 источника, частота которых пропорциональна числу импульсов, поданных на вход прямого счета реверсивного счетчика 13, проходят через распределитель 9 и усилитель 10 мощности на фазные обмотки 11 х,у-ШД, Якорь 1 с манипулятором 3 совершает движение в на5 45 правлении, определяемом задатчиком 18, Как только разворачивающий момент, определяемый датчиком 30, станет больше заданного задатчиком 26, подача импульсов управления запрещается ключом 17. Если разворачивающий момент продолжает нарастать, то, как только он станет больше предельного, установленного эадатчиком 31, ключ 24 замыкается и к установленному задатчиком 23 значению тока задатчиком 25 прибавляется опреде,",.;чная величина тока, составляющая часть н минального тока фазы. В результате этого ток в фазах увеличивается, что повышает устойчивость якоря к развороту. Когда разность сигналов на входах элемента 39 сравнения превысит порог срабатывания, ключ 24 разомкнется, уменьшая сигнал на задание тока в фазах, а также размыкается ключ 43, отключая управляемый клапан 5. В результате якорь 1 надежно фиксируется на индукторе2. Когда внешний момент уменьшается до момента, установленного задатчиком 31, на вход интегратора 35 поступает нулевой сигнал, но на его выходе сигнал остается и управляемый клапан 5 по-прежнему отключен. Затем, когда внешний момент становится меньше установленного задатчиком 26, интегратор 35 по сигналу с выхода первого порогового элемента 28 обнуляется, .На выходе элемента 39 сравнения устанавливается нулевой сигнал, ключ 43 замыкается, клапан 5 включаетс ::, возобновляя подачу воздуха в пространство между якорем 1 и индуктором 2. Ключ 17 остается разомкнутым на время Лt, определяемое одновибратором 47, который срабатывает по заднему фронту выходного сигнала порогового элемента 42. Время задержки Лt должно быть минимально возможным, но достаточным для установления необходимого воздушного зазора. По окончанию времени A t ключ 17 замыкается, разрешая подачу управляющих импульсов на фазные обмотки х,у-ШД, прерванное движение возобновляется до тех пор, пока привод не отработает оставшееся в счетчике 13 число шагов, Работа канала привода по другой координате аналогична. Задержка подачи импульсов до установления воздушного зазора исключает прохождение импульсов при заторможенном якоре, что привело бы к ошибке в отработке заданного перемещения Формула изобретения Планарный шаговый электропривод, включающий планарный шаговый электродвигатель с пневмоопорой между якорем и индуктором и устройство управления, со16831б7 7 l (держащее датчик разворачивающего момента, подключенный к вылита:м,им входам двух элементов сравнения, суммирующие входы которы СОединены соответственно с задатчиками допустимого и предельного момента, выходы соединены с входами первого и второго пороговых элементов, последывательно соединенные первый ключ, усилитель мощности и управляемый клапан, включенный В линию подачи воздуха к пневматической опоре, и два канала управления по координатам, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные задатчик частоты, ключ, распределитель импульсов и усилитель мощности, датчик тока, включенный в общий вывод фазных обмоток якоря и соединенный с входом третьего элемента сравнения; второй вход которого подключен к задатчику номинального тока, Выход соединен с регулятором напряжения, а управляющий вход ключа связан с выходом первого порогового элемента, по крайней мере Один из каналов управления по координате Включает в себя задатчик приращения тока, Второй ключ, два квадратора, два блока умножения, первый элемент И, инвертор, задатчик тока, интегратор, четвертый элемент сравнения и трбтий:: ООсГЗвы,,i эл ,-18Hf, Вы_#_Q f . которого соединен с управляю;Ц." : ". . - .4 - М 1 = ВО ГО К 1 tQ fc" ВХОД С ".;-9.!,;Гг -1;IQi i-. . -.; с; р ), 1. 5 BxG 1ы кото . -,Гдкл.счвны к вь ходам;1; Оком умножен, -ереые входь. котсрь;х соединены 8 Выхо ".. -и интегоа-;,,рВ, Втооой Вход f;8pBQf О блока . 160жения через квэдра ОО подключен к дат".ику тока, второй Вход втс () РОГО Aflak YB /и . : ..- ниц;Уеоез KDBPPBTQP ключен к эад"-.тч :;у тока, сигнал=.HI.! .f Вход интеграторй свя-.. н с вь;ходом втОРОГО ГГОрогового элем.- а и входом первОГО э:-,8. мента f4, Вход бн ленив интеГратOp3 с i5 Выходом fi8pBGi О PopoГОВОГО элемента, Др jгой Bxog QBPBQ О BJ38548HTB И чеР8з ilffBBPf QP ПОДКЛЮЧВН " ВЫХОДУ ТРВТЬBГО Г ОРОГОВОГО элемента, а Выход — к управляющ му входу ВторОГО ключа., соедиия Ощего зздатчик при20 ращения тока с дополнительным входом третьего элемента сравнения, Q т л и ч а юшийся там, что, с це,f с повышения надежности, Введен Одновибратор и втсрQÖ и третий элементы И, первые Входь которых 25 соединены с выходом PBpBQ;o PQporQBQfQ элемента. а их вь.ходы соединены с управляющими входами кл Очем в каналах yf. равления по кООрдинатэм.
