Устройство для программного управления шаговым двигателем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (1) 19 1 4 (51) ИЗОБРВИДГП":ЛЬСТВ ПИС ИЯ. м" К АВТОРСИ входуом содерк упра задаераомИ,рвого щ еГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков(5 б) 1. Авторское свидетельство У 491121, кл. С 05 В 19/40, 1975.2, Авторское свидетельство СССР В 33 б 647, кл. С 05 В 19/18, 1972 (прототип).3. Синичкин С.Г. Микроэлектронные устройства в системах управления станками. М., "Машиностроение", 1983 (54)(57) УСТРОйстВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, жащее реверсивный счетчик, бло ления шаговым двигателем и блок ния программы, соединенный информационным выходом с входом цифроаналогового преобразователя, подключенног выходом к входу управляемого ген тора импульсов, связанного выход с первым входом первого элемента подключенного выходом к входу пе делителя частоты, о т л и ч а ю е с я тем, что, с целью расширения.области применения устройства, внего введены компаратор, второй элемент И, второй делитель частоты идешифратор, подключенный выходомосновной последовательности импульсов к первому инйормационномублока задания программы, выходсмещенной последовательности импульсов - к второму информационному входублока задания программ, а первым ивторым входами - соответственно кпервому и второму выходам реверсивного счетчика, связанного суммирующимвходом с выходом первого элемента И,а вычитающим входом - с входомвторого делителя частоты и выходомвторого элемента И, соединенногопервым входом с выходом управляемого генератора импульсов, а вторымвходоМ - с первым выходом компаратора, подключенного вторым выходом квторому входу первого элемента И,а входом - к входу управляемого генератора импульсов, причем первый ивторой входы блока управления шаговым,двигателем соединены. с выходамисоответственно первого и второго делителей частоты, 1141378Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в металло- режущих станках с числовым программным управлением (ЧПУ), оснащенных шаговыми двигателями подач. 5Известно устройство управления шаговым двигателем, состоящее иэ блока задания программы и каналов управления, каждый из которых содержит управляемый вентиль, первый вход которого подключен к блоку задания программы, стабилизатор тока, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к соответствующей фазе шарового двигателя и первому входу сумматора, а также реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, соединенные последовательно, причем вход счетчика подключен квыходу управляемого вентиля, выход - 2 О к второму входу того же вентиля, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом сумматора 13.Недостатком данного устройства являются сложность и ограниченные Функциональные возможности.Наибрлее близким к изобретению является устройство для программного управления шаговым двигателем, содер-ЗО жащее блок задания программы, выход которого через усилитель соединен с входом цифроаналогового преобразователя и через синхронизатор - с первым входом реверсивного счетчика,35 другой вход которого также через синхронизатор подключен к выходу делителя частоты, вход которого объединен с входом блока управления двйгателем и подключен к выходу схемы И, первый вход которой соединен с выходом реверсивного счетчика, а второй - с выходом управляемого генератора импульсов, связанного управляющим входом с выходом цифро 45 аналогового преобразователя 23.Недостатком известного устройства является то, что оно,позволяет управ. лять шаговым двигателем только в системах с импульсной интерполяцией.В то же время современные микропроцессорные системы ЧПУ (" Электроника НЦ", НЦи др,) работают в режиме кодовой интерполяции и включают регулятор следящего приво- Б да, реализованный программно.Целью изобретения является расширение области применения устройства. а именно возможность управления шаговым двигателем в системах скодовой интерполяцией и программным регулятором следящего привода.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления шаговым двигателем, содержащее реверсивный счетчик, блок управления шаговым двигателем и блок задания программы, соединенный информационным выходом с входом цифроана логового преобразователя, подключенного выходом к входу управляемого генератораимпульсов, связанного выходом с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к входу первого делителя частоты, введены компаратор,второй элемент И, второй делительчастоты и дешифратор, подключенныйвыходом основной последовательностиимпульсов к первому информационномувходу блока задания программы, выходом смещенной последовательностиимпульсов - к второму информационному входу блока задания программ, а первым и вторым входами - соответственно к первому и второму выходам реверсивного счетчика,.связанного суммирующим входом с выходом первого элемента И, а вычитающим входом - с входом второго делителя частоты и выходом второго элемента И, соединенного первым входом с выходом управляемого генератора импульсов, а вторым входом - с первым выходом компэратора, подключенного вторым выходом к второму входу первого элемента И, а входом - к входу управляемого генератора импульсов, причем первый и второй входы блокауправляемого шаговым двигателем соединены с выходами соответственно первого и второго делителей частоты.На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока-задания программы;на Фиг, 3-схема формирования сигналовобратной вязи;на Фиг. 4-временная диаграмма импульсов в канале обратной связи.Устройство (фиг, 1) содержит блок 1 задания программы, цифроаналоговый преобразователь 2, компаратор 3, управляемый генератор 4 импульсов, первый и .второй элементы И 5 и 6, реверсивный счетчик 7, дешифратор 8, первый 9 и второй 10 делители частоты, блок,11 управления шаговым двигателем, входы и выходы 12-2 О.3 11413Блок задания программы (фиг, 2) выполнен по33 и содержит процессоры 21 и 22, оперативную память 23, кассетный накопитель 24, адаптер 25 каналов, пульт 26 оператора, контроллеры 27 привода, контроллер 28 импульсных преобразователей и контроллер 29 электроавтоматики станка.Ввод программ осуществляется с 1 О клавиатуры пульта 26 оператора или кассетного накопителя 24. Контроллер 27 привода осуществляет прием установки скорости по координатным осям и формирует на своем выходе 12 двоичный код цифроаналогового преобразователя. Контроллер 28 импульсных преобразователей предназначен для связи с датчиками обратной связи. На информационные входы 19 и 20 20 :данного контроллера поступают сигкалы датчика, которые в контроллере преобразуются в коды и передаются в . процессор. Контроллер 29 электро- автоматики служит для переключения 25 исполнительных элементов и станка и приема оигналов от конечных выключателей, Адаптер 25 канала служит для согласования общей шины с конт-. роллерами связи со станком. В блоке 1 ЗОреализуется пропорционально-интегральный закон регулирования и производится сравнение кодов уставки заданной скорости перемещения и Фактической скорости, Формируемой в кана З 5 ле обратной связи (блок 29).Результат сравнения в виде двоичного кода поступает на цифроаналоговый преобразователь 2Дешифратор (Фиг, 3) представляет 40 собой комбинацию элемейтов И 30-33 и формирует на своих выходах 19 и 20 импульсы которые используются как импульсы датчика перемещения для замыкания цепи обратной связи в контроллере 28 импульсных преобразователей.Входы дешифратора связаны с выходами 17 и 18 реверсивного счетчика 7, .на суммирующий вход 13 или вычитающий 5 О вход 14 которого поступает последовательность импульсов унитарного кода. Состояние счетчика распознается дешифратором, ка выходе которого формируется основная 19 и смешанная 20 последовательности импульсов датчика перемещения (фиг. 4). Число импульсов определяет величину, а сдвиг по фазе - направление перемещения.устройство работает следующим образом.Двоичный выходной код на выходе 12 блока 1 программы, эквивалентный скорости перемещения, при помощи цифроаналогового преобразователя 2 преобразуется в напряжение, поступающее ка входы компаратора 3 и управляемого генератора 4 импульсов, частота которого линейно зависит от входного напряжения, Компаратор служит для определения направления перемещения и управляет работой элементов И 5 и 6. Сформировакные импульсы генератора через один из элементов И поступают ка вход реверсивного счетчика . При положительном входном сигнале счетчик работает на сложение, при отрицательном - на вычитание, К счетчику подключен дешифратор 8, на соответствующих выходах которого формируются основная и смещенная последовательности импульсов 19 и 20, необходимые для замыкания цепи обратной связи. Одновременно импульсы генератора через масштабирующие делители 9 и 10 поступают на информационные входы 5 или 16 блока 11 управлекия двигателем для отработки. Таким образом, за счет динамических свойств следящего регулятора в блоке 1 реализуется разгон - торможение шагового двигателя, что существенно увеличивает диапазон рабочих подач. Прк этом предлагаемое устройство ЧПУ может быть использовано для управлекия как следящим, так и шаговым приводами подач, что расширяет область его применения. Использование предлагаемого устройства на станках с ЧПУ, оснащенных щаговыми приводами подач, позволит произвести их модернизацию без дополнительных затрат на привод.494/ Подписное раж 86 а В Гасу ите м и 5 к илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна по де 13035, М