Устройство для управления шаговым электродвигателем

 

О П И СА""Н -"- И-Й

И3ОБРЕТЕН ИЯ

111163О728

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 439891 (22) Заявлено 23.05.77 (21) 2487745,24-07 .с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.78. Бюллетень ¹ 40 (45) Дата опубликования описания 25.09.78 (51) М. Кл."Н 02Р 8, 00

Государственный комитет (53) УДК 621 313 13-133.3:62-83 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Якимов, С. Г. Раевский, Ю. А. Жуков, И. И. Лобанов и В. А. Марков (71) Заявитель (54) устРоЙство для уГ1РАвления шАГовь1м эл ектРодви ГАтел ем

Изобретение относится к области автоматического управления электромеханическими преобразователями и может быть использовано в прецизионных установках и станках, в частности в полупроводниковом производстве и машиностроении.

По основному авт. св. ЛЬ 439891 известно устройство для управления шаговым электродвигателем, содержащее усилитель мощности, связанный с распределителем импульсов через схемы совпадения, и узел запирания, подключенный своим выходом ко входам схем совпадения и состоя!ций из генератора импульсов, счетчика импульсов и дополнительной схемы совпадения, один вход которой подклю !ен к выходу генератора импульсов, другой — к выходу старшего разряда счетчика, а выход сосд!шсп со счетным входом счетчика, связанного своим входом установки нулсвогo со входом распределителя импульсов.

Узел запирания отключает питапис обмоток двигателя через определенное время, необходимое для успокоения ротора, после прекращения подачи управляющих импульсов.

Недостаток такого устройства при использовании его для перемещения объекта, подвергающегося воздействию рабочего органа, например инструмента, заключается в том, что прп обссгочс!)пых обмотках двигателя усплпя, возникающие вследствие впбраци1*. плп ускорений, передаются нл ротор двигателя и вызывают поворо" послсл,него, что приводит к погсрс точности позиционирования; вместе с тем срсдпсс время воздействия инструмента обы 1110 меньше средней продолжительности памзы мсждм командами.

Целью изобретения являстся повышснпс надежности прп позиционировании приво;1!».!ог0 э,чсктРОДвпг TO, Ical OI> cl;.T;I, 1101BOРI cIIO11ICI 0CII воздсйст!«!ям ра00 IC10 орг311;I.

Указанная цель достигается тем, ITo уст)5 PollcTBo Допо, !Нптс, Ilз110 со IOРж11! ;!!IT IIIå поло>кения рабочего органа и двухвходовой элемент ИЛ11, выход которого иодклю 11н ко входам схем совпадения, и вход!! — c0ответственно к вы: одам узла 3c11lllp3IIIII!

72T IIIIM !IO;I0>I CIIII>I р;1бо ICI O Opl 1113.

Такое выполнение устройства обеспечивает возбуждение электродвигателя прп воздействии пл приводимый пм в дьм!>ксппс объект рабочего органа, например обраба25 тывающсго III!CTps iICIIT7, что исключает потерю информации электродвигателем прп вибрация., и ускорениях, вызываемых воздействием инструмента.

На чертеже представлена структурпля

3Q сыма предлаглсмого устройства.

630728

Шаговый электродвигатель 1 соединен парой ходовой винт-гайка с объектом 2 и служит для прецизионного позиционирования последнего. Рабочий орган, например инструмент 3, приводится в движение при помощи привода 4. Шаговый электродвигатель 1 через усилители 5 и схемы б совпадения, количество которых определяется числом фаз двигателя, подключен к выходу распределителя 7 импульсов. Вход 8 управляющих импульсов распределителя соединен со входом узла 9 запирания, выход которого подключен к одному из входов элемента 10 ИЛИ. Выход элемента 10 ИЛИ сосдипсп со вторыми входами схем 6 совпадения, а второй вход — с выходом положения датчика 11 инструмента, представляющего собой в данном случае фотодатчик, оптически связанный с инструментом 3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии отсутствуют импульсы па входе 8 и сигнал на выходе датчика 11, обмотки двигателя 1 обесточсны.

При поступлении управляющих импульсов на вход 8 па выходе узла 9 запирания появляется сигнал, поэтому сигналы с распределителя 7 проходят через схемы 6 на усилители 5, подключающие в определенной последовательности обмотки двигателя 1 к источнику питания, вызывая вращение ротора и псремещение объекта 2 в следующую позицию. После прекращения подачи управляющих импульсов через нскоторос время, необходимое для успокоения ротора двигателя, сигнал па выходе узла 9 запирания исчезает, схемы б совпадения запираются, обмотки двигателя 1 обесточиваются. Прп перемещении инструмента 3 в рабочее положение, когда усилие от него при касании обрабатываемого обьекта персдастся через последний на ротор двигателя, на выходе датчика 11 инструмента появляется сигнал, проходящий через элемент 10

ИЛИ на входы схем б совпадения и пропускающий на усилители 5 сигналы с определенных выходов распределителя 7. Вследствие этого соответствующие обмотки двигателя 1 подключаются к источнику питания, и ротор фиксируется. При вы.лде инструмента из зоны воздействия на объект сигнал на выходе датчика 11 исчсзает, схемы 6 запираются и обмотки двигателя 1 обссточпваются до прихода следующего управляющего импульса или до следующего

5 псрсмсщспия в рабочее положение инструмента 3.

Таким образом, сигнал от датчика инструмента, несущий информацию о перемещении инструмента в зону механического

10 воздействия на позиционирусмый объект, проходит через элемент ИЛИ и позволяет подключить обмотки двигателя к источнику питания и тем самым предотвратить поворот ротора двигателя. Такой поворот рото15 ра приводит к потере точности позиционирования, что значительно снижает надежность и ухудшает качество работы прецизионных установок, использующих позиционный шаговый привод, например, автома20 тов для контроля и обработки полупроводниковых пластин со структурами. Предлагаемое решение позволяст сочетать отключение обмоток двигателя в периоды пауз между сериями управляющих импульсов, 25 позволяющее снизить потребляемую мощность, с кратковременным подключением обмоток на время воздействия инструмента, устраняющим потерю точности позиционирования. Причем отключение обмоток дви30 гателя в установках упомянутого типа целесообразно, так как средняя продолжительность паузы между сериями управляющих импульсов при позиционировании больше среднего времени воздействия инструмента

35 на позицпонируемый объект.

Формула изобрстения

Устройство для управления шаговым

40 электродвигателем по авт. св. № 439891, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при позиционировании приводимого электродвигателем объекта, подвергающсгося воздействию рабочего ор45 гана, оно содержит датчик положения рабочего органа и двухвходовой элемент

ИЛИ, выход которого подключен ко входам схем совпадения, а входы — соответственно к выходам узла запирания и датчика поло50 жения рабочего органа.

630728

Редактор В. Левятов

Заказ 1901/15, Изд. № 698 Тираж 850 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раугиская иаб.. д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель 3. Горник

Техред 3. Тараненко

Корректоры: Л. Тарасова и Н. Федорова