Устройство для управления шаговым двигателем
Союз Советских
Социалистических
Республик
К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ < (6l ) Дополнительное к авт. свид-ну№ 368707 (22) Заявлено 01.04.77 (21) 2469625/24-07 (5l )M. Кл. с присоединением заявки ¹ Н 02 Р 8/00 Н 02 P 7/62 Государстаенный комитет (23) П риоритетОпубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19 по делам изобретений и открытий (53) УДК621.313. .13-133.3-525 (088.8) Дата опубликования описания 28.05.80 В. П. Рубцов, A. Н. Барков, В. P. Пивоваров и B. H. Барков (72) Лвторы изобретения (7I) Заявитель {54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЛ ШАГОВ, М ДВИГЛТ ЕЛЕМ Изобретение относится .к электротехнике, а именно к устройствам для управления шаговым двигателем, и может быть использовано, например в системах числового программного управления металлорежущими станками. По основному авт. св. № 368707 известно устройство для управления шаговым двигателем, содержащее распределитель импульсов, связанный своим. входа10 ми с датчиком импульсов через ключ, управляемый реверсивным счетчиком. Один вход реверсивного счетчика импульсов подключен к выходу ключа, а другой - ко т5 входу устройства. В качестве датчика импульсов применен генератор с автоподстройкой частоты, вход которого соединен со входом устройства, а выход — со входом ключа.(1$. Однако значительные колебания частс ты в режиме слежения, обусловленные статизмом системы автоподстройки частоты генератора импульсов, снижают надеж2 ность работы этого шагового двйгателя и качество его движения. Цель изобретения — улучшение качества движения шагового двигателя и повышение точности и надежности его работы. Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит четыре элемента И, триггер и дополнительный реверсивный счетчик, а датчик импульсов снабжен двумя элементами И и ИЛИ, компаратором и генератором импульсов, выход которого соединен со входами ключа и компаратора и одним из входов первого элемента И, соединенного своим выходом со входом вычитания дополнительного счетчика, подключенного входом сложения к выходу второго элемента И, соединенного первым входом со входом устройства, а своим вторым входом, связанным с аналогичными входами первого, третьего и четвертого элементов И вЂ с однттм Hs выходов триггера, соединенного вторым своим выходом с первыми входами элементов И датчика импульсов, подключенных вторыми входами компаратора, а выходами *- к первым входам элементов ИЛИ. Вь:ходы элементов ИЛИ связаны со входами генератора, а вторые входы лодключены к выходим третьего и четвертого элементов И, соединенных своими первыми входами с выходами нулевого и первого оазрядов дополнительного счетчика, связанного выходом второго разряда с одним из входов триггера, подключенного своим вторым входом к одному из выходов компаратора. Выход основного реверсивного счетчика соединен с установочным входом дополнительного счетчика, Такое выполнение устройства повышает точность автопОдстрОЙки чистОты Генератора, что приводит к уменьшению колебаний скорости шаг.ового двигателя, а также повышает надежность работы устройства путем снижения вероятности выпадения двигателя из синхронизма и потери информаиии. На чертеже приведена структурная схема устрОйствие УстрОйство для управления шагая>1м двигателем содержит датчик импульсов 1, состоящий из частотного компаратора 2 и управчяемого генератора 3 импульсов, выход которого через кщоч 4 управления подключен ко входу блоке управления 5, состоящего из распределителя импульсов 6 и усилителя мощности 7. K выходу блока управления подключен шаговый двигателЬ 8. Ключом управляет основной pi версивный счетчик 9, входи которого сое- „, динены со входом устройства и выходом ключа 4 управления. Входы дополнительного реверсивного счетчика 10 через элемечты И ll и 12 подключены ко входу устройства и выходу управляемого генератора импульсов 3, а выходы черк ез элементы И 13 и 14 и ИЛИ 15 и . 6 связаны со входами генератора 3. Вторые входы элементов И 11 и 12, 13 и 14 подключены к первому выходу трит гера 17, второй выход которого связан со входами элементов И 18 и 19. Выха ды компаратора 2 через элементы И 18 и 19 и ИЛИ 15 и 16 соединень со входами управляемого генератора 3. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии реверсивный счетчик 9 находится в нулевом состоянии, при этом ключ 4 управлении закрыт и импульсы управляемого генератора 3, работающего с начальной частотой ф - не наступают на блок управления 5 шаговым двигателем 8. Триггер 17 находится в СФстоянии, при котором элементы И 11 3 736334 4 14 закрыты, а 18 и ) 9 — открыты. Нулевой сигнал счетчика 9 осуществляет сброс счетчика 10 в исходное положение. Поскольку частота генера-ора 1 ги ф «О, то компаратор 2 выдает сигнал "торможение (Т), поддерживающий через открытый элемент И L9 частоту генератора 3 ца минимальном уровне Г у ио При подаче на вход устройства импульсов с частотой f ) 5(,где f — частота Х np ДР приемистости .. шагового двигателя ) первый импульс, записанный в счетчик 9, открывает ключ 4 и подключает блок управления 5 к генератору импульсов 3. Одновременно, так как т „) f и, комугиo паратор 2 формирует команду разгон (Р), по которой частота импульсов управ ляемого генератора 3 возрастает с темпом, не превьппающим допустимого для данного привода. При увеличении частоты Ф,,г, ДО ЧИСТОТЫ p)(И HBKOTOPOM ПРЕВЫшенин ее, определяемом зоной нечувствительности компаратора, т. е. при Ку И7 последний формирует команду "торможение (Т), по которой триггер 17 переключается, открывая элементы И 11-14 и закрывая элементы 18 и 19, отключая тем самым входы генератора импульсов 3 от компаратора 2 и подключая их к выходам счетчика 10, входы которого одновременно подключаются элементами 11 и 12 ко входу устройства "Вход и выходу генератора 3. С этого момента вступает и действие обратная связь по числу импульсОв поступивших BB ВхОд устройст ва и посланных на блок управления. При этом команды на увеличение и уменьшение частоты импульсов управляемого генератора 3 формир ются счетчиком 10 (команды Р и Т ) следующим образом. При 1 „,11, „число, записываемое в счетчик 10, возрастает (запись 1 в первом разряде счетчики), В этом случае формируется команда разгон Р, вызывающая увеличение частоты генератора 3 и уменьшение числа, содержащегося в счетчике 10. При списывании содержания счетчика 10 до минимального состояния формируется команда "торможение" Т, уменьшающая 1 частоту генератора 3. Выбирая соответственно состояния счетчика 10, при которых формируются команды разгон и "торможение, обеспечивают высокую стабильность поддержания частоты генератода 3. После прекращения серии входных импульсов частота генератора 3 уменьшается поддействием команды Т поскольку в этом случае число импульсов, поступивших с гыхода генератора, превышает число импуль736334 сов, поданных на вход суммирования счетчика 1 О, а затем при переполнении счет.чика 10 по входу вычитания формируется сигнал, возвращаюший триггер 17 в ис ходное состояние. При этом закрываются элементы И 11-14 и открываются элементы 18 и 19. Частота генератора уменьшается под действием команды торможение Т, формируемой компаратором 2, rra a ra ac „Ю „=О, ю После списйвания ннформапии, накопленной во время пуска в счетчике 9, закрывается к поч 4 управления и двигатель останавливается. Одновременно нулевым сигналом счетчика 9 осуществляеч 15 ся сброс счетчика 10, чем обеспечивается возврат схемы в исходное состояние. Устройство обеспечивает высокую точность слежения за входной частотой, уменьшает динамические ошибки, улу - 20 шает. качество движения шагового двигатели и повышает точность и надежность привода. Формула изобретения Устройство для управления шаговым двигателем по авт. св. M 368707, отлич ающееся тем,что,с 30 пелью улу ппения качества движения, повышения точности и надежности, оно содержит четыре элемента И, триггер и ю олнительный реверснвный счетчик, а датчик импульсов снабжен двумя элементами И и ИЛИ, компаратором и генератором импульсов, выход которого соединен со входами ключа и комларатора и одниМ из входов первого элемента И, соединенного своим выходом со входом вычитания дополнительного счетчика, вход сложения которого подключен к выходу второго элемента И, соединенного первыМ входом со входом устройства, а своим вторым входом, связанным с аналогичными входами первого, третьего н четвертого элемента И - с одним из выходов триггера, соединенного вторым своим выходом с первыми входами элементов И датчика импульссв, подключенных вторыми входами к выходам компаратора, а выходамик первым входам элементов ИЛ И связанных выходами со входами генератора, а вторыми входами с выходами третьего и четвертого элементов И, соедиченных своими первыми входами с выходами нулевого и первого разрядов дополнительного счетчика, связанного выходом второго разряда с одним из входов триггера, подключенного своим вторым входом к одному из выходов компаратора, причем выход основного реверсивного счетчика соединен с установочным входом дополнительного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 368707, кл. Н 02 P 7t62, 1970. 736334 Составитель 3. Горник Редактор Н. Воликова Техред Н. Ковалева Корректор C. Щсмак Заказ 2444/46 Тираж 783 Подписное ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 Филиал ППП Патент"„г. Ужгород, ул. Проектная, 4
