Устройство для управления прецизионным пьезоэлектрическим шаговым двигателем
Изобретение относится к автоматике, в частности к управлению шаговыми двигателями , содержащими два фиксатора и пьезоэлектрический элемент. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 формирования управляющих импульсов, счетчик 3 импульсов, дешифратор 4, коммутационное поле 5. пульт 6 управления, преобразователь код-аналог 7, RS-триггеры 8 - 11, шифратор 12 состояний, усилители 13 - 15 напряжения, двигатель, состоящий из направляющей 16, первого пьезоэлектрического элемента с пружинным фиксатором 17,исполнительного пьезоэлемента 18, второго пьезоэлектрического элемента с пружинным фиксатором 19, выходного вала 20, датчик 21 положения, преобразователь 22 аналог-код, компаратор 23 и преобразователь 24 код-аналог, 1 з. п. ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 6 05 В 19/40
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
flPVI ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3 ( т (21) 4720777/24 (22) 14.07.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Каунасский политехнический институт им. А. Снечкуса (72) А.Д. Климавичюс, А.С, Вечкис, С.К. Дид-. жгальвис, Л.С. Шведас и К.М. Рагульскис (53) 621.503.55 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1378745, кл. Н 02 N 2/00, 1984.
Авторское свидетельство СССР
N 613472, кл. Н 02 Р 8/00, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫМ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ
ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике, в частности к управлению шаговыми двигате, Ы,, 1693591 Al лями, содержащими дBB фиксатора и пьезоэлектрический элемент. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 формирования управляющих импульсов, счетчик 3 импульсов, дешифратор 4, коммутацион <ое поле 5, пульт 6 управления, преобразователь код-аналог 7, RS-триггеры 8—
11, шифратор 12 состояний, усилители 13—
15 напряжения, двигатель, состоящий иэ направляющей 16, первого пьезоэлектрического элемента с пружинным фиксатором
17, исполнительного пьезоэлемента 18, второго пьезоэлектрического элемента с пружинным фиксатором 19, выходного вала 20, датчик 21 положения, преобразователь 22 аналог-код, компаратор 23 и преобразователь 24 код-аналог, 1 з. и. ф-лы; 2 ил.
1693591
3() 5Î
Изобретение относится к автоматике, в частнОсти K управлению шаговыми двигате" лями, содержащими два фиксатора и пьезоэлектрический элемент, Цель изобретения — повышение точности позиционирования, HB фиг, 1 показано l/стройство для уп
;равления прецизионным пьезоэлектриче ским шаговым двигателем; на фиг, 2— временные диаграммы сигналов на отдель ных элементах двигателя.
Устройство содержит генератор 1 так говых импульсов, блок 2 формирования управляющих импульсов, счетчик 3 импульсов, дешифратор 4, коммутационное поле 5, пульт 6 управления, преобразователь 7 код„аналог, RC-триггеры 8 — 11, шифратор 12 состояний, усилители 13 — 15 напряжения. двигатель, состоящий иэ направляющей 16, первого пьезоэлектрического элемента с пружинным фиксатором 17, исполнительно-го пьезоэлемента 18, второго пьезоэлектри ческого элемента с пружинным фиксатором
19, выходного вала 20, датчик 21 положения, преобразователь 22 аналог-код, компара тор 23 и преобразователь 24 код-аналог.
Устройство работает следующим образом.
EfloK 2 формирования управляющих NMпульсов осуществляет управление фиксаторами 17 и 19 и исполнительным, пьезоэлементом 18 от тактового гене ратора. В генераторе 1 тактовых-импульсов, вырабатываются симметричные импульсь! (cKBB>K "Старт-стоп"., "Вперед" или "Назад" и "Задача позиции", Пока на входе сброса счетчика 3 с пульта управления подается уровень логической единицы„раоота устроЙства прекращается, Устройство начинает работать при подаче на этот вход уровня логического нуля, Четы рехраэрядное двоичное число с выхода счетчика 3 приложено к входу дешифратора 4, Дешифратор 4 вирабатывает 32 импульса, т, е. делит частоту импульсов на 32, Коэффициент деления выбран с учетом того, чтобы можно было выходной ступенчатый аналоговый сигнал формировать как можно точнее, т, е. с достаточным числом ступеней выходного сигнала. Дешифратор 4 преобразует двоичное число в последовательный переход низкого уровня с одного выхода на другой, т. е, дешифратор 4 позволяет получить серию унитарных импульсов с первого до тридцать второго выхода. / К выходам дешифратора 4 подклю 1ен делитель напряжения, который является преобразователем 7 код-аналог, формирующим периодический аналоговый ступенчатый сигнал, оптимальная форма которого рбеспечивается надлежащим выбором экспериментальнымм путем резисторов делителя, Этот гериодический сигнал со ступенчатой аппроксимацией, усиленный усилителем 13 напряжения, приводит в qeAствие исполнительный пьезоэлемент t3, Длительность и моменты времени включения фиксаторов 17 и 19 определяются при наладке пьезоэлектрического шагового двигателя, подбирая управляющие сигналы с выходов дешифратора 4. Переключение триггеров осуществляе;ся сигналами с выходов дешифратора 4. поступающих через коммутационное поле 5 с помощью перемычек, Для управления фиксаторами используется четыре триггера: для возвращения фиксатора в исходное состояние нужна переполяризация пьезоэлементов фиксаторов 17 и 19, Эти управляю цие сигналы по- . ступают в шифратор 12 состояний в зависимости от сигналоа направлений, поступающих из пульта управления (задается вручную, например< кнопками), шифратор 12 с:стояний выдает в определенные моменты времени, по соотношению с управляощим сигналом исполнительного пьезоэлемента, сигналы, которые усиливаются усилителями 14 и 15 напряжения и приводит в движение пьезоэлементы, вмонтированные в фиксаторы 17 и -,9, Форма и фазоаые соотношения управляющих сигналов изображены на фиг. 2„где Ul, Uz — напряжение на фиксаторах 17 и 19, Оз — напряжение на формирующий шаг перемещения пьезоэлемента. Формула изобретения 1. Устройство для управления прецизиочным пьезоэлектрическим шаговым двигателем, содержащее генератор тактовых импульсов, блок формирования управляющих импульсов, три усилителя напряжения, выходы которых подключены соответственно к двум электромеханическим фиксаторам и пьезоэлектрическому элементу шагового двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности позициониро-. вания, блок формирования управляющих импульсов содержит счетчик импульсов, дешифратор, первый преобразователь коданалог, коммутационное поле, четыре RS-триггера, шифратор состояний и пульт Составитель И. Синько Техред M.Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор А, Козориз Заказ 4078 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101., управления, выходы "Старт-стоп" и задания направления движения пульта управления соединены соответственно с входом сброса счетчика импульсов и с входом задания ре- жима шифратора состояний, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика импульсов, выходы которого подключены к адресным входам дешифратора, выходы которого соединены с входами коммутационного поля и с входами первого преобразователя код-аналог, выход которого подключен к первому входу первого усилителя напряжения, выходы коммутационного поля соединены соответственно с S- u R-входами первого, второго, третьего и четвертого RSтриггеров, инверсные выходы первого и четвертого и прямые выходы второго и третьего триггеров соединены соответственно с первым, четвертым, вторым и третьим выходами шифратора состояния,.выходы которого соединены с соответствующими входами второго и.третьего усилителей напряжения. 5 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес ч тем, что, с целью обеспечения автоматического режима работы прецизионного пьезоэлектрического шагового двигателя, в устройство введены датчики положения, 10 преобразователь аналог-код, компаратор и второй преобразователь код-аналог, причем выход датчика положения подключен к входу преобразователя аналог-код, группа выходов которого и группа выходов задания 15 позиции пульта управления соединены с соответствующими входами компаратора, выходы которого подключены к входам второго преобразователя код-аналог, зыход которого подключен к второму входу перво20. го усилителя напряжения.
