CS236518B1

CS236518B1 - Connection of conrol positioning unit for power units

Info

Publication number: CS236518B1
Application number: CS83935A
Authority: CS
Inventors: Josef Klapste; Milan Kuzilek; Frantisek Moucka; Vojtech Prchlik; Jan Sykora
Original assignee: Josef Klapste; Milan Kuzilek; Frantisek Moucka; Vojtech Prchlik; Jan Sykora
Priority date: 1983-02-10
Filing date: 1983-02-10
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CS93583A1

Abstract

Řešení se týká zapojení řídicí polohové jednotky pro servopohony, umožňující využívat přírůstkové nebo induktivní odměřování a řídit elektrické rotační a hydraulické rotační i lineární pohony beze změny obvodového řešení. Podstata vynálezu spočívá v propojení na následující bloky: Obvod ošetření povelových impulsů, obvod vyhodnocení najetí do referenčního bodu, dvoufázovač, první impulsně fázový převodník, první diferenční obvod, první fázově frekvenční převodník, první fázově napětový převodník, první dělič, druhý impulsně fázový převodník, druhý diferenční obvod, druhý fázově napětový převodník, analogový sčítací obvod, regulátor s napětovým výstupem, regulátor s proudovým výstupem, obvod hlídání polohové odchylky, výkonový spínač, napáječ induktivního snímače, induktivní snímač polohy, zesilovač, druhý fázově frekvenční převodník, generátor frekvence, druhý dělič, přírůstkový snímač polohy, obvod rozlišení směru pohybu, přepínač, třetí impulsně fázový převodník, třetí diferenční obvod, třetí dělič, převodník změny frekvence na napětí, Zapojení podle vynálezu je vhodné zejména pro použití na obráběcích strojích a manipulátorech.The solution relates to control position wiring servo-drive units for use incremental or inductive metering and control electric rotary and hydraulic rotary and linear drives without circuit design changes. The essence of the invention lies in the interconnection to the following blocks: Command control circuit pulses, circuit evaluation to the reference point, two-phase, first pulse phase converter, first differential circuit, first phase frequency converter first phase voltage converter, first divider, second pulse phase converter second differential circuit, second phase voltage converter, analogue addition circuit, voltage output regulator current output controller, circuit position deviation monitoring, power switch, inductive sensor feeder, inductive position sensor, amplifier, second phase frequency converter, frequency generator second divider, incremental encoder, motion direction resolution circuit, switch, third pulse phase converter, third differential circuit, third divider, converter frequency changes to voltage, wiring according to The invention is particularly suited for use on the invention machine tools and manipulators.

Description

Vynález se týká zapojení řídící polohové jednotky pro servopohony k polohovému řízení s vysokou přesností zapolohováni ovládané části zařízení, vhodné zejména pro použiti na obráběcích strojích a manipulátorech.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to the connection of a position control unit for servo drives to a position control with a high positioning accuracy of a controlled part of a device, particularly suitable for use on machine tools and manipulators.

V současné době se ve světě vyrábějí polohovací jednotky, které jako odměřováni využívají přírůstkové nebo induktivní snímače polohy a jsou určeny obvykle pro řízení pouze jednoho druhu pohonu, například elektrických rotačních nebo krokových pohonů.At present, positioning units are manufactured in the world that use incremental or inductive position encoders as encoders and are usually designed to control only one type of drive, for example electric rotary or stepper drives.

Jejich nevýhodou je, že jej|eh obvodové řešení neumožňuje použití různých druhů odměřování a různých druhů pohonů, například elektrických rotačních, hydraulických rotačních a hydraulických lineárních.Their disadvantage is that its circumferential solution does not allow the use of different types of transducers and different types of drives, for example electric rotary, hydraulic rotary and hydraulic linear.

Některé z těchto nevýhod odstraňuje řečení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup obvodu oěetření povelových impulsů je spojen s prvním vstupem obvodu pro vyhodnocení najetí do referenčního bodu, jehož výstup je připojen jednak na vstup dvoufézovače, jednak na vstup prvního impulsně fázového převodníku, jehož výstup je připojen na první vstup prvního diferenčního obvodu. Druhý vstup prvního diferenčního obvodu je spojen s druhým vstupem obvodu vyhodnocení najetí do referenčního bodu, dále s druhým vstupem druhého obvodu a s výstupem třetího impulsně fázového převodníku. Výstup prvního diferenčního obvodu je připojen jednak na vstup fázově frekvenčního převodníku, jednak, na vstup prvního fázově napěťového převodníku. Výstup fázově frekvenčního převodníku je zapojen na vstup prvního děliče, jehož výstup je připojen na vstup druhého impulsně fázového převodníku. Výstup druhého impulsně fázového převodníku je připojen na první vstup druhého diferenčního obvodu, jehož výstup je připojen jednak na vstup druhého fázově napěťového převodníku, jednak na vstup obvodu hlídání polohové odchylky. Výstup obvodu hlídání polohové odchylky je Bpojen se vstupem výkonového spínače, výstup druhého fázově napěťového převodníku je zapojen na první vstup analogového sčítaciho obvodu, na jehož druhý vstup je připojen výstup prvního fázově napěťového převodníku. Výstup analogového sčítaciho obvodu je zapojen jednak na vstup regulátoru s proudovým výstupem, jednak na vstup regulátoru s napěťovým výstupem.Some of these disadvantages are overcome by the present invention, which is characterized in that the output of the command pulse metering circuit is coupled to the first input of the reference point evaluation circuit, the output of which is connected both to the input of the biphasic and to the input of the first pulse phase converter. whose output is connected to the first input of the first differential circuit. The second input of the first differential circuit is coupled to the second input of the reference point evaluation circuit, the second input of the second circuit and the output of the third pulse phase converter. The output of the first differential circuit is connected to the input of the phase-to-frequency converter and to the input of the first phase-to-voltage converter. The output of the phase-to-frequency converter is connected to the input of the first divider, the output of which is connected to the input of the second pulse-phase converter. The output of the second pulse-phase converter is connected to the first input of the second differential circuit, whose output is connected both to the input of the second phase-voltage converter and to the input of the position deviation monitoring circuit. The output of the position deviation monitoring circuit is connected to the input of the power switch, the output of the second phase voltage converter is connected to the first input of the analog summation circuit, to the second input of which the output of the first phase voltage converter is connected. The output of the analog adding circuit is connected both to the regulator input with current output and to the regulator input with voltage output.

Výstup generátoru frekvence je připojen na vstup druhého děliče, jeho výstup je spojen ee vstupem napáječe induktivního snímače, jehož výstup je spojen se vstupem induktivního snímače polohy. Výstup induktivního snímače polohy je spojen se vstupem zesilovače, jehož výstup je spojen jednak se vstupem převodníku změny frekvence na napětí, jednak s druhým vstupem třetího diferenčního členu, výstup přírůstkového snímače polohy je spojen se vstupem obvodu řozliěení směru pohybu. Výstup obvodu rozliěení směru pohybu je spojen s prvním vstupem přepínače, jehož druhý vstup je spojen s výstupem třetího děliče. Výstup přepínače je spojen se vstupem třetího impulsně fázového převodníku, jehož výstup je připojen jednak na první vstup třetího diferenčního obvodu, jednak na druhý vstup prvního diferenčního obvodu. Druhý vstup třetího diferenčního členu je spojen s výstupem zesilovače, výstup třetího diferenčního obvodu je připojen na vstup druhého fázově frekvenčního převodníku. Výstup druhého fázově frekvenčního převodníku je připojen na vstup třetího děliče.The output of the frequency generator is connected to the input of the second divider, its output is connected to the input of the power supply of the inductive encoder, whose output is connected to the input of the inductive encoder. The output of the inductive position sensor is connected to the input of the amplifier, whose output is connected both to the input of the frequency to voltage converter, and the second input of the third differential member, the output of the incremental position sensor is connected to the input of the motion direction resolution circuit. The output direction of the motion direction circuit is connected to a first input of the switch, the second input of which is connected to the output of the third divider. The output of the switch is connected to the input of a third pulse-phase converter whose output is connected both to the first input of the third differential circuit and to the second input of the first differential circuit. The second input of the third differential member is connected to the output of the amplifier, the output of the third differential circuit is connected to the input of the second phase frequency converter. The output of the second phase converter is connected to the input of the third divider.

Výhody zapojení podle vynálezu spočívají v tom, že lze využít jak odměřování induktivní lineární nebo rotační, tak přírůstkové lineární nebo rotační, aniž by bylo zapotřebí měnit obvody v řídící jednotce a dále struktura regulačních obvodů jednotky zaručuje dosažení velmi dobrých statických vlastností, jako je vysoká citlivost, vysoká stabilita nastavené polohy nezávislá na vnějších silách a poruchách, a to jak při použití elektrických rotačních, tak i hydraulických lineárních a rotačních pohonů.The advantages of the circuitry according to the invention are that both inductive linear or rotary transducers and incremental linear or rotary transducers can be utilized without the need to change circuitry in the control unit, and furthermore the structure of the control circuitry ensures very good static characteristics , high positioning stability independent of external forces and disturbances, using both electric rotary and hydraulic linear and rotary drives.

Zapojení podle vynálezu je znázorněno na‘připojeném výkrese, které představuje blokové schéma zapojení řídící jednotky pro servopohony. Výstup obvodu oěetření povelových impulsů £ je spojen se vstupem obvodu 2 pro vyhodnocení najetí do referenčního bodu, kterýpropouětí impulsy na vstup prvního impulsně'fázového převodníku 4.The circuit according to the invention is illustrated in the accompanying drawing, which is a block diagram of the actuator control unit. The output of the command pulse metering circuit 6 is coupled to the input of the reference point evaluation circuit 2, which transmits pulses to the input of the first pulse-phase converter 4.

V případě, že bylo dosaženo referenčního bodu, průchod impulsů se zastaví. Impulsy jsou současně zavedeny na vstup dvoufázovače 1, který převádí sled vstupních Impulsů na dvojici posunutých impulsů· První impulsně fázový převodník 1 převádí povelové impulsy na posouvání elektrické fáze, která se porovnává v prvním diferenčním obvodu 2 o fází přivedenou z výstupu třetího, impulsně fázového převodníku 26. Výstup prvního diferenčního obvodu 2 3® připojen na vstup fázově-frekvenčního převodníku 6jJ jehož výstup je spojen se vstupem prvního děliče 8, výstup prvního diferenčního obvodu 2 3® přiváděn na vstup prvního fázově nepilového převodníku 2, jehož výstup je zaveden na druhý vstup analogového sčítacího obvodu 12.If the reference point has been reached, the impulse flow stops. The first pulses-phase converter 1 converts the command pulses for shifting the electric phase, which is compared in the first differential circuit 2 by the phase supplied from the output of the third, pulse-phase converter 26. The output of the first differential circuit 23 is connected to the input of the phase-to-frequency converter 61 whose output is connected to the input of the first divider 8, the output of the first differential circuit 23 is applied to the input of the first phase 12.

Výstup prvního děliče 8 je připojen na vstup druhého impulsně-fázového převodníku 2t jehož výstup je připojen na první vstup druhého diferenčního obvodu 10. který porovnává fáze druhého impulsně fázového převodníku 2>® fází z výstupu třetího impulsně fázového převodníku 26. Výstůp druhého diferenčního obvodu 10 je připojen jednak na vstup druhého fázově napělového převodníku 11. jednak na vstup obvodu hlídání polohové odchylky 15. který v případě překročení rozfázování výstupu druhého diferenčního členu 10 nad přípustnou mez sepne výstupní výkonový spínač 16. Výstup druhého fázově napělového převodníku 11 je spojen na první vstup analogového sčítacího obvodu 12, na jehož druhý vstup je připojen výstup prvního fázově napělového převodníku 2. Výstup analogového sčítacího obvodu 12 je zapojen jednak ná vstup regulátoru s proudovým výstupem li, jednak na vstup regulátoru s napělovým výstupem 13. Výstup generátoru frekvence 21 je připojen na vstup druhého děliče 22 a jeho výstup je spojen se vstupem napáječe induktivního spínače 12, který napájí vstup induktivního snímače 18.The output of the first divider 8 is connected to the input of the second pulse-phase converter 2t whose output is connected to the first input of the second differential circuit 10, which compares the phases of the second pulse-phase converter 2> z from the output of the third pulse-phase converter 26. connected to the input of the second phase-to-voltage converter 11. and to the input of the position deviation monitoring circuit 15. which switches the output power switch 16 when the output of the second differential element 10 is exceeded. The analog input circuit 12 is connected to the second input of the first phase-to-voltage converter 2. The output of the analog addition circuit 12 is connected both to the controller input with current output 11 and to the controller input with voltage The output of the frequency generator 21 is connected to the input of the second divider 22 and its output is connected to the input of the power supply of the inductive switch 12, which supplies the input of the inductive sensor 18.

Výstupní fáze z indukčního snímače se zesiluje v zesilovači 12, jehož výstup je spojen jednak s druhým vstupem třetího diferenčního obvodu 27. jednak se vstupem převodníku změny frekvence na napětí 29. Výstup přírůstkového snímače polohy 23 je spojen se vstupem obvodu rozlišení směru pohybu 24. jehož výstup je spojen e prvním vstupem přepínače 25. jehož druhý vstup je spojen s výstupem třetího děliče 28. Výstup z přepínače 25 je spojen se vstupem třetího impulsně fázového převodníku 26, jehož výstup je připojen jednak na první vstup třetího diferenčního členu 27. jehož druhý vstup je připojen s výstupem zesilovače 12· Výstup třetího diferenčního členu 27 je připojen na vstup druhého fázově-frekvenčního převodníku 20, jehož výstup je připojen na vstup třetího děliče 28. Je-li přepínač 25 přepnut na přírůstkové odměřování, tak impulsy z přírůstkového snímače polohy 23 po zpracování v obvodu rozlišení směru 24 procházejí přes přepínač 25 na vstup třetího impulsně fázového převodníku 26, kde se převedou na fázi odpovídající poloze. Je-li přepínač 25 přepnut na fázová odměřování, tak fáze odvozené z indukčního snímače 18 po zesílení v zesilovači 12 se v třetím diferenčním obvodu 27 porovnává s výstupní fází třetího impulsně fázového převodníku 26.The output phase of the inductive encoder is amplified in an amplifier 12, the output of which is coupled to the second input of the third differential circuit 27. and the input of the frequency to voltage converter 29. The output of the incremental encoder 23 is coupled to the output is coupled to the first input of the switch 25. whose second input is coupled to the output of the third divider 28. The output of the switch 25 is coupled to the input of the third pulse-phase converter 26 whose output is connected to the first input of the third differential member 27. The output of the third differential member 27 is connected to the input of the second phase-to-frequency converter 20, the output of which is connected to the input of the third divider 28. When the switch 25 is switched to incremental metering, the pulses from the incremental encoder 23 after processed In the directional resolution circuit 24, they pass through a switch 25 to the input of a third pulse-phase converter 26 where they are converted to a phase corresponding to the position. When the switch 25 is switched to phase transducers, the phase derived from the inductive sensor 18 after amplification in the amplifier 12 in the third differential circuit 27 is compared with the output phase of the third pulse-phase converter 26.

Při nesouhlasu fází propouští druhý fázově-frekvenční převodník 20 frekvenci na vstup třetího děliče 28, která po vydělení prochází přes druhý vstup přepínače 25 na vstup třetího impulsně fázového převodníku 26 a posouvá fázi tak, fází na třetím diferenčním obvodu 27 snižovala. Tím se dosáhne toho, třetího impulsně fázového převodníku 26 neustále sleduje fázi ze zesilovače 12· Toto zpětnovazebně zapojení má navíc vlastnost číslicového filtru, který potlačuje rušivé vlivy, které pronikají do induktivního odměřování 18 z vnějšího prostředí.In phase disagreement, the second phase-to-frequency converter 20 passes the frequency to the input of the third divider 28, which, after dividing, passes through the second input of the switch 25 to the input of the third pulse-phase converter 26 and shifts the phase. Thus, the third pulse phase transducer 26 continuously monitors the phase from the amplifier 12. This feedback circuit additionally has the property of a digital filter that suppresses the interference that penetrates the inductive transducer 18 from the outside.

aby se diference že výstupní fázeto make the difference that the output phase

Claims

p With the invention

Connection of the control position unit for the servo drives, characterized in that the output of the command pulse treatment circuit (1) is connected to the first input of the reference point evaluation circuit, whose output is connected both to the input of the two-phase (3) a first pulse phase converter (4), the output of which is connected to a first input of a first differential circuit (5), the second input of which is coupled to a second input of the reference throw evaluation circuit (2); ) and with the output of the third pulse phase converter (26), the output of the first differential circuit (5) is connected both to the input of the phase-to-frequency converter (6) and to the input of the first phase-to-voltage converter (7) to the input of the first divider (8) whose output is connected to the input of the second pulse-phase p the output of which is connected to the first input of the second differential circuit (10), the output of which is connected both to the input of the second phase voltage converter (11) and to the input of the position deviation monitoring circuit (15), the input of the power switch (16), the output of the second phase-to-voltage converter (11) is connected to the first input of the analogue addition circuit (12), to whose second input the output of the first phase-to-voltage converter (7) is connected; connected to controller input with current output (14), controller input with voltage output (13) »output of frequency generator (21) is connected to input of second divider (22), its output is connected to input of power supply of inductive sensor (17) ), whose output is connected to the input of the inductive position sensor (18), the output of which is connected to the input of the output is connected to the input of the non-drip frequency transducer (29) and the second input of the third differential member (27), the incremental position sensor output (23) is connected to the input of the SIR motion circuit (24) output. the first input of the switch (25), the second input of which is connected to the output of the third divider (28), the output of the switch (25) is connected to the input of the third pulse phase converter (26) ), second to the first input of the first differential circuit (5), the second input of the third differential member (27) is connected to the output of the amplifier (19), the output of the third differential circuit (27) is connected to the input of the second phase frequency converter (20) the output is connected to the input of the third divider (28).