Устройство для управления шаговым электродвигателем

О П И САНо-И-"Е ИЗОБРЕТЕНИЯ163 О 728 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опублпко м заявки Государственный комите 0,10.78. Бюллетень ЛЪ аиия описания 25.09.7 3) УДК 621.313зобретений по де ткрытий Авторыизобретени И. Якимов, С. Г. Раевский, Ю. А, И. И, Лобанов и В. А, Марков) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМИзобретение 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. ЛЪ 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 состоящий из генератора импульсов, счетчика импульсов и дополнительной схемы совпадения, один вход которой подключен к выходу генератора импульсов, другой - к выходу старшего разряда счетчика, а выход сосдшеи со счетным входом счетчика, связанного своим входом установки нулевого состояния со входом распределителя импульсов,Узел запираиия откгиочаст питаиис обмоток двигателя через опредслсипое время, необходимое для успокоения ротора, после прекращения подачи управляющих импульсов. при ися объекта, бочсго ор- ключастся Недостаток такого устройств пользовании его для перемещен подвергающегося воздействию р гана, например инструмента, з в том, что прп обссгочстпых обмотках двигателя усилия, возникающие вследствие вибраци 1 или ускорений, передаются ил ротор двигателя и вызывают поворот последнего, что приводит к погсрс точности позиционирования; вхсстс с тем срсдисс время воздействия инструмента обычно мс ныл с средней продолжительности паузы между командами.10 Целью изобретения являстся повышсииснадежности при позиционировлни и приво;иОго элсктродвиглтсг 1 см ОГ)ъст 1, почвс 1)- г;Оцсгося воздсйст 1 ям рлб 01 с.о Орган;.Указанная цель достигается тем, что уст роиство допО,Нптсгь 10 содсржи;лтп 1 кположения рабочего орглпа и двухвходовой элемент ИЛ 11, выход которого иодклю 1 сн ко входам схем совпадения, и входы - соотвстствеппо к выхода) узла злпирлп 11 я датчшсл положения рабочего орглнл.Такое выполнение устройства обеспечивает возбукдснис электродвигателя при воздействии ил приводимый им в дви)ксиис объект рабочего органа, например обрлол тывающсго инструмента, что исключает потерю информации электродвигателем при вибрациях, и ускорениях, вызываемых воздействием инструмента.На чсртежс представлена структурная 30 сыма предлаглсмого устройства.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 сосдппсп 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 на 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 выходе 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 рото ра приводит к потере точности позиционирования, что значительно снижает надежность и ухудшает качество работы прецизионных установок, использующих позиционный шаговый привод, например, автома 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 дви 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 изобрстенияУстройство для управления шаговым 40 электродвигателем по авт. св.439891,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при позиционировании приводимого электродвигателем объекта, подвергающсгося воздействию рабочего ор 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 поло кения рабочего органа.630728 3. Г Редак В. Левят аненк Заказ 1901/15 , Изд.698 Тираж 850 НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиГ 113035, Москва, Я(-35, Раугиская наб д. 4/5 дписно Типография, пр. Сапунова,Составите Техред 3. Корректоры: Л. Тарасова и Н, Федорова