Способ формирования последовательности импульсов для управления шаговым двигателем и устройство для его осуществления

/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ Гг(НТ СССР ИДЕТЕЛЬЮ ВУ ной технике и ожетрогводо мЦель.итеьзовапраи ке и вычцслбыть испол ко для гибкого ения шаговым и аммко юл.трукотех о оборудования технологическоизобретенияменения за сче кое бюроских систем и при- систе сширение обла использования Д,А,Смирнов8,8) ванов 03.55(56) Башарин А.В., Новиков В,А, и Соколовский Г.Г. Управление приводами. Л,: Энергоиздат, 1982, с,254, 250.Авторское свидетельство СССР Р 1218368, кл, С 05 В 19/18, 1986.Авторское свидетельство СССР Кф 1274491, кл. С 05 В 19/40, 1987, (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Р 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автомат Изобретение относится к автоматик ычислительной технике и может быт программного ом техколоИспользовано для гибкого управления шаговым приво гического оборудования.Цель изобретения - ра ласти применения за счет в системах контурного уп вым приводом и повышени шагового привода.На фиг 1 представлена устройства; на фиг.2 - в аграммы его работы. ширение об использова авления шаточности ок-схема енные ди(53) 621.5 литехнического инстиИО.3.347 А мах контурного управления шаговымприводом и повышение точности шагового привода, Поставленная цель достигается за счет формирования определенной последовательности действий призагрузке счетчиков программируемоготаймера и введения в устройство управления двигателем дополнительныхэлементов, Устрсйство в соответствиис предположенным способом позволяетрегламентировать временные промежутки, и значит, избежать сбоев частотыи за счет этого повысить точностьпривода, что выражается в повышении (точности поддержания частоты управляющих импульсов каждого цз двигателей.2 ил,При интерполяции пространственных траекторий с помощью привода на основе шаговых двигателей для улучшения динамических характеристик гривода, а также для обеспечения постоянства контурной скорости (технологическое требование, например, при сварке) необходимо поддерживать с высокой точностью скорость перемещения по каждой из координат, а следовательно, и частоту управляющих импульсов. Прц отсутствии регламентации временного промежутка дпя перезагрузки значенийв соответствующие счетчики после отработки очередного участка интерполяции отработка двигателями следующегоучастка начнется. через промежутоквремени, независящий от текущего зна 5чения частоты управляющих импульсовЭто приводит к сбою частоты управляющих импульсов на каждом из двигателей. привода и в свою очередь увеличивает погрешность отработки данногоучастка интерполяции, Кроме того,при работе двигателей на частоте, пре, вьппающей частбту приемистости, такиесбои частот могут привести к потерямшагов и даже к остановке двигателя.Регламентирование временного промежут-.ка позволяет избежать сбоев частотыи за счет этого добиться повышенияточности привода, выражающейся в повышении точности поддержания частотыуправляющих импульсов каждого издвигателей, повышение точности поддержания результирующей скорости перемещения на каждом из участков интерполяции, повышении точности отработки заданного значения перемещениякак по каждой из координат, так и результирующего перемещения.Устройство содержит,программируемый трехканальный таймер 1, элементИЛИ 2, 0-триггер 3, счетчик 4 импульсов, коммутатор 5, одновибратор 6,первую 7 группу ключей, группу 8элементов И"НЕ, обмотки 9 шаговогодвигателя, группу ключей 10, источники 11 напряжения, группу развязывающих диодов 12, источник 13 напряжения, группу развязывающих диодов 14.Устройство работает следующим об 40разом.В соответствии с способом формирования импульсной последовательностисчетчики каналов программируемоготрехканального таймера 1 загружают45значения коэффициентов деления тактовой частоты .и значения на единицуменьше константы, соответствующейчислу импульсов, которое необходимоподать на обмотку шагового двигателя,По управляющей шине на устройство вы 50дают сигналы начальной установки,триггера 3 и направление вращения,После разрешения работы на выходе счетчика первого канала вырабаты1 вается последовательность импульсов, частота которых определяется коэффициентом деления тактовой частоты, Эта последовательность поступает на вход счетчика второго канала, работающего на вычитание. За обнулением счетчика.второго канала производится контроль в режиме слежения или прерывания. После обнуления счетчика второго канала на втором выходе таймера появляется импульс, который устанавливает соответствующее состояние 0-триггера 3.При этом запрещается работа первого и второго каналов счетчиков таймера и разрешается работа третьего канала.Эа временной промежуток между импульсом обнуления второго канала и им" пульсом, появляющимся на третьем выходе третьего канала, производится загрузка в счетчики таймера новых значений коэффициентов деления и константы. Появление импульса на выходе третьего канала возвращает Р-триг" гер 3 в исходное состояние. При этом запрещается работа счетчика третьего канала и разрешается работа счетчиковпервого и второго. каналов. Таким образом, время загрузки новых значений в счетчики каналов оказывается регламентировачным с помощью выдачи недостающего импульса для шагового двигателя с частотой, соответствующей частоте предыдущих импульсов. Выходы первого и третьего каналов таймера соединены с входами элемента ИЛИ 2. Последовательность импульсов, поступающая с выхода элемента ИЛИ 2, устанавливает на выводах счетчика 4 импульсов определенные комбинации сос-тояний. Коммутатор 5 в соответствии11 с данной комбинацией и сигналом Направление вращения" устанавливает комбинацию сигналов, соответствующих "прямому" и "обратному" вращению шагового двигателя. С выхода коммутатора 5 сигналы поступают на вход элементов И-НЕ 8 и стробируются сигналом, подаваемым на вход элементов И-НЕ 8 с одновибратора 6, который определяет длительность поступающих на двига" тель управляющих импульсов. Длительность импульсов равняется времени фор",сированного режима обмотки данногошагового двигателя и определяется назначением и особенностями конкретного шагового привода, Сигнал на выходе элементов И-НЕ 8 открывает ключи 10, которые, осуществляя электронную форсировку обмоток 9 шагового двигателя,подают повышенное питающее напряжениес источника 11 через развязывающие16033диоды 12 на обмотки 9, запирая темсамым развязывающие диоды 14,Сигналы, подаваемые с выходов коммутатора 5 на входы ключей 7 открывают их, подключая тем самым соот"ветствующие обмотки 9 к источникам 11и 13 напряжения. Но окончании импульса форсировки,определяемого одновнбратором 6, на выходе элементов И-НЕ 8устанавливается сигнал,. запирающийключи 10, при этом прекращается подача повышенного напряжения с источника 11, а на обмотки 9 через развязывающие диоды 14 с источника 13 поступает номинальное напряжение питания,Предложенное устройство позволяетосуществлять программный разгон и торможение шагового двигателя по любомузаданному закону. Если при этом пеобходимо изменять частоту управляющих импульсов на каждом. шаге двигателя, то всчетчик второго канала таймера загружают единицу,а в счетчики первого и третьего каналов - соответствующие значения коэффициентов деления тактовойчастоты, причем при разгоне в счетчике первого канала загружают, числобольшее, чем в счетчик третьего канала, а при торможении производят ЗОобратные действия,Формула изобретения 1. Способ формирования последовательности импульсов для управления шаговым двигателем, заключающийся в том, что для отработки заданного перемещения задают частоту и количествоуправляющих импульсов, распределяют 40 последовательность управляющих импульсов по обмоткам двигателя, усиливают и подают эти импульсы на двигатель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения 45 .за счет возможности использования в системах контурного управления шаговым приводом и повьппения точности шагового привода за счет устранения сбоев частоты управляющих импульсов при 50смене значений частоты в процессеконтурного управления, на двигательподают импульсную последовательность,число импульсов в которой на единицуменьше числа шагов, необходимых для 55отработки заданного перемещения, не-достающий импульс подают на двигатель после задержки, равной .периодуследования импульсов данной последо 476вательности, и при реализации контурного управления каждое последующее значение частоты управляющих импульсов задают в прецелах времени задержки, а каждое последующее значение количества управляющих импульсов задают в пределах временного интервала от момента начала отсчета количества импульсов текущей последовательности до момента подачи на двигатель недостающего импульса2, Устройство для формирования по-. следовательности импульсов для управления шаговым двигателем, содержащее программируемый таймер, счетчик импульсов, разрядные выходы которого соединены с информационнымн входами коммутатора, группу элементов И-НЕ, первые входы которых подключены к соответствующим выходам коммутатора и к информационным входам ключей первой группы, управляющие входы которых соедикены с объединенными выводами первого и второго источников напряжения, выходы первой группы ключей соединены с первыми выводами обмоток шагового двигателя, вторь 1 е выводы которых соединены с катодами развязываюшнх диодов первой и второй групп, выходы элементов И"НЕ группы соединены с информационными входами ключей второй группы, управляющие входы которых подключены к выводу первого источника напряжения, а выходы - к анодам развязывающих диодов первой группы, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области примекепия, в него введены элемент ИЛИ, Р-триггер и одковибратор, первый вход элемента ИЛИ подключен к выходу первого канала трехканального программируемого таймера и, к входу управления счетом второго канала, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу третьего канала и К-входу триггера, Я-вход Р-триггера соединен с выходом второго канала, Р- и С-входы Р-триггера подключены к управляющей шине, прямой выход Р-триггера соединен с входами управления первого и второго каналов трехканального программируемого таймера, инверсный выход триггера соединен с входом управления третьего какала таймера, вход одновибратора соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом счетчика импульсов, а выход одновибратора подключен к вторым входам элементов И-НЕ группы.1603347 0, Юк.Л Юй Ьа. йа.З Йи идиУяроолгиогЯвам Реал роооти, арр рожок рооото, про говорок осдщестоля. яоторогг осуществя отея еоасоо ори ется спосоо по и. Х Лргооорителвор млосоЮювмюод Режюи ропоты, орц ооуорон осыист 0 аелся прогродннц 6 рюаюр е пзиененцел чостотц ло лождЬмшпее Яиголепо Составитель И.1 Ивец ор И.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патайи ГКНТ СССР Под Заказ 3384 Тираж 672 ВНИИПИ Государственного комитета по изо113035, Москва, Ж, Р н тениям ская н открытиям пр д. 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О