CS203422B1

CS203422B1 - Device for straight shift of material by cultivating the monocrystals

Info

Publication number: CS203422B1
Application number: CS456778A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Podzimek; Josef Vecernik; Karel Hejduk
Original assignee: Oldrich Podzimek; Josef Vecernik; Karel Hejduk
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1981-03-31

Description

Vynález se týká zařízení pro přímočarý posuv materiálu při pěstování monokrystalů, upevněného v tažicí soustavě spojené s pohonem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a device for the linear movement of material in the cultivation of single crystals mounted in a drawing system coupled to a drive.

Tažicí soustavy pro pěstování monokrystalů jsou známé. Sestávají z otočně uložené vodicí tyče spojené jedním koncem s pohonem, jejíž druhý konec je opatřen pohybovým šroubem, na němž je posuvně nasazena upínací souprava pro přímočarý posuv tyčového materiálu zpracovávaného· v peci s regulovanou teplotou.Single-crystal drawing systems are known. They consist of a rotatably mounted guide rod connected at one end to the drive, the other end of which is provided with a movement screw on which a clamping assembly for the linear movement of the rod material to be processed in a temperature-controlled furnace is slidably mounted.

Pracovní posuv tyčového materiálu upnutého v tažicí soustavě se děje rovnoměrně rychlostí řádu 10~⁵ m/hod. Rovnoměrnost pracovního posuvu je zajišťována stejnosměrným pohonem s čidlem polohy a se zpětnou polohovou vazbou.The working feed of the bar material clamped in the drawing system takes place evenly at a speed of the order of 10 ~ ⁵ m / h. The uniformity of the feed rate is ensured by a DC drive with position sensor and position feedback.

Řídicí obvody pro řízení chodu stejnosměrného motoru jsou velmi složité. Kromě větší poruchovosti polohového¹ čidla a zpětnovazebních obvodů přistupují i velké náklady na realizaci vzhledem k nutnosti zpracovávat analogové veličiny.The control circuits for DC motor control are very complex. In addition to the higher failure rate of the position sensor ¹ and the feedback circuits, there are also large implementation costs due to the need to process analog quantities.

Odstranit nebo alespoň podstatně zmírnit vpředu uvedené nevýhody je účelem vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tažicí soustava je poháněna řízeným vícefázovým krokovým motorem.It is an object of the present invention to overcome or at least substantially alleviate the above-mentioned disadvantages in that the drawing system is driven by a controlled multi-phase stepper motor.

Použitím vynálezu se zlepšuje řízení po2 honu tažicí soustavy, čímž se zlepšuje i kvalita monokrystalů. Použitím krokového motoru odpadá nutnost pracovat s analogovými hodnotami, lze pracovat s číslicovými informacemi, čímž se zjednoduší řídicí obvody a odpadá zpětná vazba nezbytně nutná u stejnosměrných pohonů.By using the invention, the drive of the drawing system is improved, thus improving the quality of the single crystals. The use of a stepper motor eliminates the need to work with analogue values, digital information can be handled, thereby simplifying control circuits and eliminating the feedback required for DC drives.

Používání krokových motorů jako pohonů je všeobecně známé. Jejich použití pro tažicí soustavy materiálů zpracovávaných teplotou, jejíž rovnoměrnost i při ochlazování způsobeném posuvem materiálu musí být zachována, však dosud bránila nutnost zajištění rovnoměrného pohybu tažicí soustavy. Vynález vznikl z úvahy, že nespojitý posuv krokovým motorem není při zpracovávání materiálu vyhodnocujícím kritériem, nýbrž je jím změna teploty způsobená změnou polohy na jeden krok, kteroužto změnu lze dosáhnout přibližně o dva i více řádů menší, než je regulační přesnost regulátorů pro řízení teploty pece.The use of stepper motors as drives is well known. However, their use for drawing systems of temperature-treated materials, whose uniformity, even during cooling due to material feed, must be maintained, has so far prevented the need to ensure uniform movement of the drawing system. The invention arises from the fact that discontinuous feed by a stepper motor is not an evaluation criterion in material processing, but a temperature change caused by a change of position per step, which change can be achieved by approximately two or more orders of magnitude less .

Zařízení podle vynálezu je příkladem znázbrněno na připojeném výkresu, na němž je vyznačena tažicí soustava 10 sestávající z otočně uložené vodicí tyče, opatřené na straně na výkrese nevyznačené pece pohybovým šroubem na způsob nekonečného závitu, na němž je posuvně nasazena upínací souprava 11 pro přímočarý posuv na ní upnutého materiálu zpracovávaného v peci. Horní a dolní doraz úvrati upínací soupravy 11 je opatřen spínači 101 a 102. Pomocí převodovky S je vodicí tyč tažicí soustavy 10 spojena s osou řízeného vícefázového krokového motoru 8.The device according to the invention is illustrated by way of example in the accompanying drawing, in which a drawing assembly 10 consisting of a rotatably mounted guide rod is provided, provided on the side of the drawing with an unmarked furnace with an infinite thread movement screw. of the clamped material processed in the furnace. The upper and lower dead center stops of the clamping assembly 11 are provided with switches 101 and 102. By means of the transmission S, the guide rod of the drawing system 10 is connected to the axis of the controlled multi-phase stepper motor 8.

Elektronické řízení krokového motoru 8 sestává z řídicí jednotky 1 zajišťující spouštění, zastavení a druh provozu, tj. pracovní posuv nebo rychloposuv, krokového motoru 8 ovládáním generátoru 2 hodinových pulsů.The electronic control of the stepper motor 8 consists of a control unit 1 providing start, stop and mode of operation, i.e. working feed or rapid traverse, of the stepper motor 8 by controlling the 2-pulse generator.

Slučuje signály z výstupu 22 pro řízení pracovního· posuvu a z výstupu 23 pro řízení rychloposuvu generátoru 2 hodinových pulsů. Výsledný signál z výstupu 12 řídicí jednotky 1 je přiveden na vstup 31 krokovací frekvence jednotky 3 volby směru otáčení, jejíž dva blokovací vstupy 32, 33 jsou spojeny se spínači 101 a 102 horní a dolní úvratě upínací soustavy 11. Jednotka 3 volby směru otáčení je opatřena tlačítky pro ruční nastavení směru otáčení krokového motoru 8 a tlačítkem pro přepnutí na automatiku směru otáčení. Na základě signálů z výstupu 34 řídicí krokovací frekvence a z výstupů 33 a 36 pro směr otáčení jednotky 3 volby směru otáčení uskutečňuje rozdělovač 4 známým způsobem spínání spínačů 5 fází krokového motoru 8. Pro automatické řízení posuvu tažicí soustavy 10 je zařízení opatřeno ještě zobrazovací jednotkou 7 připojenou k výstupu 44 čítačích impulsů rozdělovače 4 a výstupům 35 a 36 pro směr otáčení jednotky 3 volby směru otáčení, opatřenou reversibilním čítačem s dekadickým zobrazením stavu. Výstup zobrazovací jednotky 7, tvořené reversibilníin čítacím a dekadickým zobrazením stavu je spojen, s předvolbou reverzace 6 obsahující přepínače pro nastavení horní a dolní úvratě tažicí soustavy 1C a koincidenční obvody porovnávajícími údaj na zobrazovací jednotce 7 s přepínačemi nastavenými hodnotami. Výstupy z předvolby reverzace 6 jsou připojeny na vstup jednotky 3 volby směru otáčení. V případě souhlasu obou údajů dojde ke změně stavu výstupu horní nebo dolní úvratě, například z logické „H“ na „L“, následkem čehož dojde k reverzací směru otáčení.It combines the signals from output 22 to control the working feed and output 23 to control the rapid traverse of the 2 clock pulse generator. The resulting signal from the output 12 of the control unit 1 is applied to the stepping input 31 of the rotational direction selection unit 3, whose two blocking inputs 32, 33 are connected to switches 101 and 102 of the upper and lower dead center of the clamping system 11. with the buttons for manually setting the direction of rotation of the stepper motor 8 and with the button for switching to automatic rotation direction. On the basis of the signals from the output jog control frequency output 34 and the rotational direction outputs 33 and 36 of the rotational direction selection unit 3, the splitter 4 in a known manner switches the switches 5 of the stepper motor 8. to the counter pulse output 44 of the manifold 4 and the rotational direction outputs 35 and 36 provided with a reversible counter with a decimal state display. The output of the display unit 7, consisting of a reversible counter and decimal state display, is associated with a reversing preset 6 comprising switches for adjusting the top and bottom dead center of the drawing system 1C and coincidence circuits comparing the reading on the display unit 7 with the set values. The reversing preset 6 outputs are connected to the input of the direction selection unit 3. If both data are agreed, the output state of the top or bottom dead center changes, for example, from the logical "H" to "L", reversing the direction of rotation.

Řídicí jednotka 1 řídí nejen spouštění a zastavování krokového motoru 8, ale i druh jeho provozu, tj. pracovní posuv nebo· rychloposuv ovládáním generátoru 2 hodinových pulsů a slučováním jeho výstupních signálů. Pomocí tlačítek jednotky 3 volby směru otáčení se ovládá ručně směr otáčení krokového motoru 8. Při dosažení kterékoliv úvratě posuvu se výstupem ze spínačů 101 a 102 zablokuje další posuv v témže směru.The control unit 1 controls not only the starting and stopping of the stepper motor 8, but also the mode of operation thereof, i.e. the working feed or rapid traverse by controlling the 2-clock pulse generator and combining its output signals. The direction of rotation of the stepper motor 8 is manually controlled by means of the rotational direction selection unit buttons 3. Upon reaching any dead center, the output of the switches 101 and 102 disables further feed in the same direction.

Jak je řízen pracovní posuv automaticky pomocí zobrazovací jednotky 7 a předvolby reverzace 6 bylo vpředu vysvětleno. Spínání fází krokového motoru i úprava tažicí soustavy nejsou podstatou vynálezu, jsou v oboru známé a nepotřebují dalšího vysvětlení.How the working feed is controlled automatically by the display unit 7 and the reversing preset 6 has been explained in the front. The switching of the phases of the stepper motor and the modification of the drawing system are not the essence of the invention, they are known in the art and do not need further explanation.

Claims

SUBJECT

An apparatus for the linear movement of a single crystal material mounted in a drawing system coupled to a drive, processed at a uniformly maintained temperature, characterized in that the drawing system is driven by a controlled multi-phase stepper motor (8).

2. A device for linear feed of a single crystal cultivation according to claim 1, characterized in that the stepper motor control consists of a control unit (1j) controlling the clock pulse generator (2) whose output (12) of the stepping frequency is connected to the input (31) of the unit. (3) a direction of rotation selection, at whose two blocking inputs (32, 33) the top and bottom dead center switches (10, 10) are connected and whose outputs (34, 35, 36) are connected to a cam ( 4j controlling switch (5j phase of stepper motor (8)).

Device for carrying out the method according to Claims 1 and 2, characterized in that a display unit (7) is connected to the pulse citation output (44) of the distributor (4) and the outputs (35, 36) of the direction of rotation determining unit (3). ) consisting of a reversible counter and a decadic status display, the output of which is associated with a reversing preset (6) containing coincidence circuits for displaying data of the display unit (7) with setpoints and switches for adjusting the upper and lower displacement; inputs for automatic reversal of the direction of rotation selection unit (3).