Устройство для управления шаговым двигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматизации сборочных операций, например для перемещения рабочего органа установки, в частности светового проектора , указывающего место установки элементов монтажа. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Устройство обеспечивает программированный разгон для работы в режимах обучения оператором и автоматической работы после обучения. 3 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 P 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ГГ "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4703157/07 (22) 14.06.89 (46) 23.10.91. Бюл. N 39 (71) Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения (72) А.П.Блинов и Г.П.Новиков (53) 621.313.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1246328, кл. Н 02 Р 8/00, 1986.

Патент СССР ¹ 757130, кл, Н 02 P 8/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматизации сборочных операций, например, для перемещения рабочего органа установки, в частности светового проектора, указывающего место установки элементов монтажа

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей.

На фиг. 1 представлена схема устройства для управления шаговым двигателем; на фиг. 2 — диаграммы сигналов на основных элементах; на фиг. 3 — структурная схема блока контроля величины перемещения.

Устройство для управления шаговым двигателем состоит из блока 1 контроля величины перемещения, генератора 2 тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу ключа 3, выход последнего подключен к счетному входу С первого счетчика 4, выход которого подключен к входу коммутатора 5, выполненного по одной из известных схем, например по схеме четыЫЛ 1686691 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматизации сборочных операций, например для перемещения рабочего органа установки, в частности светового проектора, указывающего место установки элементов монтажа. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Устройство обеспечивает программированный разгон для работы в режимах обучения оператором и автоматической работы после обучения. 3 ил. рехтактного реверсивного распределигеля импульсов, и одновременно к входу "Счет" блока 1 и к счетному входу С второго счетчика 6, выход которого подключен к счетному входу С третьего счетчика 7, вход R "Сброс" последнего обьединен с вторым (управляющим) входом ключа 3 и подключен к выходу блока 1 контроля величины перемещения. выходы третьего счетчика 7 через дешифратор 8 подключены к входам управления первого и второго счетчиков. Коммутатор 5 соединен с обмотками двигателя 9.

Коэффициент пересчета импульсов определяется состоянием входов управления

V>... V первого счетчика 4, а второй счетчик

6, аналогичный счетчику 4, предназначен для подсчета количества импульсов в пачке и выдачи импульсов на третий счетчик 7, управляющий через дешифратор 8 состоянием информационных входов первого счетчика 4 и второго счетчика 6. Ключ 3 служит для прекращения прохождения импульсов при остановке двигателя 9 шагового по

1686691 команде блока 1 контроля величины перемещения.

Блок 1 контроля величины перемещения состоит из логического элемента 10, триггеров 11 и 12, логических элементов

13 — 16, обеспечивающих выбор режима подсчета импульсов, ручного или автоматического, и направления вращения вала шагового двигателя, переключателя 17, разрешающего поступление импульсов

"Счет" в ручном режиме на реверсивный счетчик 18, суммирующий или вычитающий в зависимости от команды "Вперед" или

"Назад", приемопередатчика 19, передающего данные на запоминающее устройство

20 при нажатии переключателя 21; одновибратора 22, изменяющего состояние счетчика 23, а следовательно, адреса запоминающего устройства 20; переключателей 24 и 25, служащих для перехода в автоматический режим и обнуления триггера 12, реверсивного счетчика 18, счетчика 23 адреса и блокировки команд "Вперед" и

"Назад"; переключателя 26, формирующего сигнал разрешения счета; элемента 27 сравнения, производящего сравнение данных, поступающих из реверсивного счетчика 18 и из запоминающего устройства 20 через приемопередатчик 19; логического элемента 28, снимающего сигнал "Сброс", запрещающий движение вала шагового двигателя при несовпадении данных реверсивного счетчика 18 и запоминающего устройства 20.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на шинах управления "Вперед" и "Назад" логического элемента 28 блока 1 контроля величины перемещения имеется сигнал "Лог. 0", поступающий на второй (управляющий) вход ключа 3 и вход "Сброс" третьего счетчика 7, следовательно, ключ 3 закрыт и третий счетчик 7 обнулен, младший разряд дешифратора 8 установлен в состояние логической

"1", остальные разряды сброшены в состояние логического "О" и, соответственно, по состоянию входов управления коэффициент деления первого счетчика 4 составит 2m, у второго счетчика 6 коэффициент деления — 1, При появлении в момент времени t1 на шинах управления сигнала "Вперед" ("Назад"), поступающего на логические элементы 13 и 14, логический элемент 13 блока 1 контроля величины перемещения вырабатывает сигнал "Реверс" о порядке коммутации обмоток, поступающий на коммутатор

5, и сигнал уровня логической "1". поступающий на вход "Сброс" третьего счетчика 7 и

С второго счетчика 6. Шаговый двигатель 9 . отрабатывает один шаг и на вход С или С (в зависимости от направления вращения

55 гана, имеющего привод от шагового двигателя, до совмещения его с позицией установки радиоэлементов. Направление перемещения задается оператором. Совпадение рабочего органа с позицией определяется оператором визуально, при этом

50 на второй (управляющий) вход ключа 3, Ключ

3 начинает пропускать импульсы генератора 2 на счетный вход С первого счетчика 4, который отсчитывает (2" -1) импульса и пропускает (2 )-ый импульс в момент времени

12 на вход коммутатора 5 и на счетный вход вала шагового двигателя) реверсивного счетчика 18 блока t контроля величины перемещения поступает импульс с выхода первого счетчика 4 для подсчета количества шагов, Одновременно второй счетчик 6 выдает импульс на счетный вход С третьего счетчика 7 и последний изменяет свое состояние на единицу, Младший разряд дешифратора 8 сбрасывается в состояние логического "0", а следующий — устанавливается в состояние логической "1". Теперь коэффициент деления первого счетчика 4. равен 2 m, а второго счетчика 6 — соответственно 2. На первый вход коммутатора 5 поступают два импульса с частотой следования f/2, где 1 — частота генератора 2 (m-1 тактовых импульсов, По второму импульсу третий счетчик 7 в момент времени тз изменяет свое состояние, на вход коммутатора 5 поступают четь1ре импульса с частотой следования f/2(и т.д, При дальнейшем изменении состояния третьего счетчика 7 дешифратор 8 в момент времени 11 устанавливает уровень логической "1" на выходе старшего разряда, следовательно, коэффициент деления первого счетчика равен 2, а второй счетчик 6 прекращает счет импульсов, так как на инверсном входе разрешения счета V<> устанавливается также уровень логической "1". Устройство переходит в установившийся режим с максимальной скоростью вращения вала шагового двигателя 9.

Таким образом, за счет задания количества импульсов, следующих с нарастающей частотой, обеспечивается необходимый для ручного режима управления режим разгона шагового двигателя 9 с малой начальной скоростью и постепенным ее нарастанием.

Устройство работает в смешанном режиме управления, т.е. управляется вручную в режиме программирования (обучения) и автоматически после обучения, В ручном режиме по командам оператора производится перемещение рабочего ор1686691

50 производится снятие команды и происходит останов шагового двигателя. Так как перемещение рабочего органа производится на большие расстояния, то для сокращения времени программирования необходимо перемещение с максимально допустимой скоростью. При этом оператору невозможно остановить рабочий орган точно на позиции из-за инерционности между принятием решения оператором и прекращением подачи команды на перемещение.

Несовпадение рабочего органа с позицией достигает 1 — 3 мм, требуемая точность позиционирования — 0,5 мм. Для устранения несовпадения необходимо перемещение рабочего органа на малые расстояния

1 — 3 мм и на малой скорости, причем, чем меньше требуемое перемещение, тем меньше должна быть скорость, Возврат в исходное положение в ручном режиме осуществляется после программирования устройства, Для программирования устройства нажимается переключатель 17, триггер 12 устанавливается в единичное состояние, разрешая прохождение команд "Вперед" (" Назад" ) через логические элементы 13 и 14, командами

"Вперед" (" Назад" рабочий орган устанавливается в исходное положение.

При нажатии переключателя 25 происходит сброс счетчика 23 и через логический элемент 10 сброс счетчика 18. После нажатия переключателя 21 происходит запоминание координат исходного положения в запоминающем устройстве 20, содержимое счетчика 23 увеличивается на 1.

По командам "Вперед" (" Назад" ) рабочии орган выводится на первую позицию установки радиоэлемента. После нажатия переключателя 21 происходит запоминание координаты первой позиции и т.д. По окончании запоминания всех позиций нажимают переключатель 24. При этом триггер 12 сбрасывается, запрещая прохождение команд "Вперед" (" Назад" ) через логические элементы 13 и 14 и прохождение "лог. 0" с переключателя 25 через логический элемент 10. При нажатии переключателя 25 происходит сброс счетчика 23 и на элементы сравнения 27 поступают со счетчика 18 координаты положения рабочего органа на последней записанной позиции, а с запоминающего устройства 20 — координаты исходного положения, После нажатия переключателя 2б триггер 11 устанавливается в состояние логической "1" и рабочий

35 орган перемещается в исходное положение следующим образом.

Элемент 27 сравнения вырабатывает сигнал рассогласования, поступающий через логический элемент 13 на линию "Реверс" и через логический элемент 28 нэ линию "Сброс", и начинается движение шагового двигателя в исходное положение, По линии "Счет" через логический элемент 15 на вход С с-Iåò:(ика ",8 поступают импульсы. уменьшающие содержимое счетчика. При возвращении р,:-бочего органа в исходное положение счетчик обнуляет я, =-гемент 27 сравне ..ля выраба; ывает сигнал "А — -Б". триггер . i сбрасывается и движение прекращается, При последователь ом нажатии переключ=.;еля 26:;в автомат,;ческом режиме) рабочий орган перемещается на позиЦИИ, КООРДИНЭТЫ КОТОВЫХ 3"-:Ã! ÈÑÝHÛ В запоминающем устройс|ве 20.

Формула изобретения

Устройство для управления шаговым двигателем, содержащее блок контроля величины перемещения с LUèнами управления

"Вперед" и "Назад", генератор TnKT08b!x импульсов, ключ, коммутатор, имеющий выходные клеммы для подсоединения к двигателю, причем выход генерато а подключеH к перBому входу ключа, второй вх >ä которого подключен к первому выходу блока контроля величины перемещения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, снабжено тремя счетчикам ; и дешифратором, имеющими каждый по m разрядов, причем выход ключа подключен к счетному входу первого счетчика, выход которого подключен к входу коммутатора и одновременно к входу "Счет" блока контроля величины перемещения и к счетному входу второго счетчика, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика, вход "Сброс" последнего обьединен с вторым входом ключа, выходы третьего счетчика через дешифратор подключены K информацл,:;нным входам первого и второго счетчиков...ричем выход

n-ro разряда дешифратора подключен к (тли+1)-му разряду входа управления первого счетчика и к и-му разряду информационного входа второго счетчика, кроме того, старший разряд выхода дешифраторз подключен к входу разрешения счета второго счетчика, а второй выход блока контроля величины перемещения соединен с входом направления коммутатора.

1F)RC)fak33

)- cc. .. ° 3,. «(:Р

2 c . c.

1 л сс. 92

"5

5,4

|"rf.-..,сясь с

t, ПШБШЛЙЙ

1 Г Т1 ГТ 11ЧГНЛ, 1„. 2

1686691

Составитель В, Алфимов

Техред М.Моргентал Корректор М, Шароши

Редактор М, Ликович

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3610 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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