DE1438899A1 - Steuersystem fuer einen Schrittmotor - Google Patents

Steuersystem fuer einen Schrittmotor

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DE1438899A1
DE1438899A1 DE19651438899 DE1438899A DE1438899A1 DE 1438899 A1 DE1438899 A1 DE 1438899A1 DE 19651438899 DE19651438899 DE 19651438899 DE 1438899 A DE1438899 A DE 1438899A DE 1438899 A1 DE1438899 A1 DE 1438899A1
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DE19651438899
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Markakis Michael James
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Ampex Corp
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    • H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
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    • G11B15/00—Driving, starting or stopping record carriers of filamentary or web form; Driving both such record carriers and heads; Guiding such record carriers or containers therefor; Control thereof; Control of operating function
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Description

AMPBI 0OBPOlAfXOI1 401 Bvo*t«*jr, ledwood Oity, California, U.S,A,
3teuore,yateta für einen Schrittmotor
Die Rrfindun/ί besieht sich auf ein Steuersystem für einen Schrittmotor und insfcesoncLore nuf ein unter Verwendung eines Schrittmotors schrittweise arbeitendes Aufzeioiinun&saysteci. Dae Steuersystem geraäö der Erfindung umfaßt eine Logikschaltung, dnr zuj" ^rre^un^ des Motors von einer mit diesem verbundenen Abtasteinrichtung her dem Pj?reciungs2ustand der Motorwicklun^jen ents^reoüende Signale ssugeführt werden.
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BAD
Bei schrittweise arbeitenden Aufzeichnungssystemen wird eine Transportvorrichtung verwendet, durch die ein zu transportierender Aufzeichnungsträger in eine Anzahl stabiler Lagen schrittweise "bewegt werden kann. Zu einer solchen, normalerweise verwendeten Transportvorrichtung gehört ein Schrittmotor, dessen Antriebskraft über eine Antriebsrolle auf den Aufseiclmungsträger übertragen wird* Derartige Motoren können als Synehron-Induktionsmotoren ausgebildet sein (wie sie in dem vom Aaericsn Institute of Electrical ISngineers veröffentlichten Artikel "Characteristics of a Synchronous Inductor Motor" Applications and Industry, März 1962, angegeben sind), deren Wicklungen in geeigneter »Veise erregt werden und die Arretierungavorriehtungen besitzen, um die Ausgangswelle des Motors in jeder der vielen stabilen Lagen festhalten zu können» Die Motorwicklungen können entsprechend der besonderen Konstruktion des Motors während des Wirksamseins der Arretierungsvorrichtungen erregt oder nicht erregt sein. Um die Ausgangawelle des Motors zu bewegen, vjird die d.an T7ioklun.gen zugeführte Spannung bzw, der den Wicklungen zugeführte Strom in bestimmter Reihenfolge durch eine Logikschaltung hinsichtlich der Polarität oder der Amplitude verändert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun insbesondere auf die Erregung der Wicklungen durch eine Logikschaltung in bestimmter Reihenfolge.
Bei den bisher bekannten Aufzeichnungssystemen wurden im allgemeinen keine Einrichtungen zur Bestimmung des jeweiligen Erregungszu— standee der Wicklungen verwendet.
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BAD ORIGINAL
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Zur JSrrc^ung des ICotors wurde der den .i/lotorwickl mg η zugeführte 3tro"t bsw. die- diesen zugeführte :'pannunLs durch dafür vorgeseh·.-ns Flip-Ilops oder darcli andere Einrichtungen solange umgeschaltet, entsprechend den verschiedener]. Vrreeungszuständen, bis sich die Motor-Ausgan^sv-elle drehte. Eine solche Betriebsweise führt zu einer Zeitverzögerung und zu einem relativ langsamen fet rieb. Pällt die dein JV'otor und dessen Steuersystem zu- ^elührte ßnergie kurzzeitig aus, beispielsweise iniol^G einer I3tarkötromst5rung, so geht ferner oftmals die genaue ieziehung zviochen der Logikechaltung und den 'Vicklungeri verloren.
Die Mündung vermeidet die den bisher bekannten Systemen anhaftenden Nachteile durch Anwendung einer den ISrre/jungszustand der Motori/icklungen ermittelnden Abtasteinrichtung, die dem jeweiligen "Hrre^ungszustand der Wicklungen entsprechende Signale an eine Logikschaltung abgibt. Biese Signale führen zusammen mit an die Logikschaltung abgegebenen Vorwärts- oder Rüekwärtssignalen daeu, daß die Ausgangswelle des Motors unmittelbar daraufhin schrittweise bewegt wird. Dies erlaubt eine ohne jeden Zeitverlust stattfindende Motorerrej^ung bei geeignetem HrregungsverMltnis · Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Abtasteinrichtung derart mit einer Ausgangs- bzw. Abtriebswelle gekoppelt, daJi keine Beeinflussung infolge eines kurzzeitigen Auefalle der Speisespannung auftritt; dabei liegt der ^rregungasustand vor, wenn irgendwie "Energie zur Verfügung steht. Die in Form von Hip-Flopa in vielen bisher bekannten Logiksohaltungea verwendeten bistabilen Einrichtungen aind bei dem erfindungagemäßen System nioht mehr erforderlich, das hinsichtlich
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auftretender Störungen weniger empfindlich ist und sich durch eine höhere Zuverlässigkeit auszeichnet. Hit Hilfe einer Abtastanordnung kann forner ein Äuagangssignal abgegeben werden, welches das JSn&e eines von der Ausgangswelle ausgeführten Schrittes aiiseigt« Dieses Signal kann dazu verwendet worden, den SyeteBisyncliiOnismus zu vereinfachen. Schließlich sei nocli darauf hingewiesen, daß die Logikschaltung derart aufgebaut ist, daß ein Vorwärts- oder Hiickwärts-Dauer signal zu einer schnellen Bewegung oder Drehung des Aufzeichnungsträgers fährt. Dies wiederum führt durch einfaches Ändern des Verlaufs des Vorwärts- oder Eückwärtseignals au einem sehr schnellen Abtasten des Aufzeichnungeträgers·
Das erfindungsgemäße Steuersystem enthält, mit wenigen "'"ox-ten gesagt, zur Erzielung der oben angegebenen Vorteile einen Schrittmotor, der eine Vielzahl von Wicklungen und ©ine mit
diesen gekoppelte Ausgangs- oder Abtriebswelle besitzt, die bei Erregung der Wicklungen schrittweise, in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung, In. eine Vielzahl stabiler Stellungen gebracht wird ι alt der Auagangswelle let ferner eine Abtasteinrichtung verbunden» die zur Erzeugung einer dem Erregungszuatand dieser Wicklungen entsprechenden Vielzahl von AusgangeSignalen dient· Diese Abtasteinrichtung steuert mit ihren Ausgangssignalen eine Logikßchaltung, durch die den Wicklungen des Motors zur Bewegung der Auegangewelle in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung entsprechende Vorwärts- oder Rückwärtssignale zugeführt werden·
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ferner iat noek eine Vorwärtssignale oder ' an die IJOöikaoiaaltung abgebend© ElnrioiiUimg vorgesehen, durch deren jeweils abgegebene Signale die Wicklungen In einer solchen Beinenfolge erregt werden» wie es einer Jiewegung In einer gewünschten Sichtung, d.h. in Vorwärts- oder üuckwärtsriohtung» entspricht·
Hacks teilend wird ein auf diese allgemeine Struktur basierendes besonderes Ausfuhrungebeispiel der Erfindung beschrieben| dabei wird eine die allgemeine Erfindung verkörpernde Anlage näher betrachtet, in Hand von Zeichnungen wird dl· Erfindung nun erläutert· Zm einzelnen zeigt
Fig. 1 sine zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens von Schrittmotor, Abtasteinrichtung, Antriebsrolle und Aufzeichnungsträger dienende Anordnung,
Hg· 2 ein Blockschaltbild dee Motors und d·« Motorateuersyattjas, Fig· 3 ein Logiksehaltbild der in Fig.2 gezeigten Logikeinriohtungt und in den
Figuren 4 und 5 lind aur Erläuterung der funktion des trfindungsgemäiäen Steuersystems dienende Diagramme dargestellt·
nachstehend werden die ein schrittweise arbeitendes Aufxeiohnungssystem zu einem Seil zeigenden Figuren 1 und 2 näher betrachtet. Dieses Aufaeiehnungssyetem enthält einen Schrittmotor 10 und eine über geeignet· Verbindungeeinrichtungen 1ö mit einer Auagangswelle 14 r&rbundene Abtasteinrichtung 12. Die Weil» 14 let ihrerseits sum Transport eines Aufzeichnungsträgers 20 mit •iner Antriebsrolle 18 verbunden.
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Der Motor 10 kann durch einen Syncbron-Induktionsmotor gebildet •ein, wie er "beispielsweise in dem oben erwähnten Artikel "Characteristics of a Synchronous Inductor Motor" beschrieben ist j er kann aber auch durch einen Schrittmotor, wie er in der TJS-Patent schrift 2 364 896 beschrieben ist, gebildet sein. Ein Synchron-Sohrittaotor entfaäll?, mit wenigen Worten ge sogt, eine Tieläsahl von Wicklungen, wie die Wicklungen 22, die in RLg. 2 im tinaeinen, mit A,B,X und S bezeichnet sind. Um die Ausgangswelle Ton einer Stellung in eine andere Stellung schrittweise zu drehen, ist es erforderlich, daß die erforderlichen Schaltvorgänge in richtiger Reihenfolge abgewickelt werden. Um beispielsweise die Auegangswicklung 14 über eine Anzahl von Schritten hinweg in Torwärtsrichtung zu bewegen, ist es unter der Annahme, daß sunächst die V/icklungen A und B nicht erregt und ..die ^icklungeo X und S erregt sind, erforderlich, die Speisung für die Wicklung 5 nbausclialten und dafür die V/icklung B zu speisen. Auf diesen Scheltvorgang hin wird die Auegangswelle 14 in eine neue stabile Stellung gedreht» Anschließend wird die Speisung.ypn der Wipk-. luag X abgeschaltet und dafür die Wicklung A gespfist*; Pies filhrt au einer weiteren Schrittbewegung der Welle 14 ia eine,^eue , stabil· Stellung» Sarauf hin wird die Speisung von der Wicklung B ivbg*soh»ltet und die Wicklung Ή wieder gespeist, was eine, dritte Schrittbewegung der AuagangsweiLle 14 zur Folge hat. Die ,l^zte Sohrittbewegung wird schließlich dadurch erreicht, daß die Wicklungen entsprechend dem Ausgangssuatand gespeist bsw» nicht gespeist werden* Dies· Torgänge sind in Pig.4 in der Reihenfolge ft,b»Q|d verdeutlioht und in der in Fig. 5(a) angegebenen Tabelle «,ufgeführt·
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Lie Drehbewegung des Schrittmotors wird auf die Ausgangswelle durch Übertragungseinrichtungen Übertragen, dio durch irgendein Getriebe gebildet sein können, das Zahnräder, Kupplungen, flexible Verbindungseinrichtungen und andere allgemein bekannte Element· aufweist; es ist aber auch möglich, daß die mit dem Rotor dee Motors verbundene Welle selbst die Ausgangswelle 14 bildet· Di· Auegangswelle 14 ist ihrerseits mit d^r Antriebsrolle 18 gekoppelt, die durch irgendein bekanntes, aui der Oberfläche mit Gummi versehenes, aufgerauhtes oder sonstiges Antriebsrollenelement gebildet sein kanu.
Hit der Auegangswelle 14 ist eine Abtasteinrichtung 12 verbunden. Die Abtasteinrichtung 12 kann natürlich auf irgendeinem der zwischen der (nicht gezeigten) Rotorwelle des Motors und der Antriebsrolle befindlichen rotierbaren Elemente angeordnet sein, das jeweils eine zum Srregungseustsnd der Wicklungen 2& de« Motors in Beziehung stehende Stellung einnimmt· Darüberhinaus können entsprechend der allgemeinsten Form der Erfindung sur Durchführung der Abtastfunktion mit den Wicklungen 22 verbunden· elektrische oder elektronische Einrichtungen vorgesehen sein. Gemäß einer «weokraäßigen Ausgestaltung des erfindungagemäßen Steuersysteme 1st die Abtasteinrichtung mit der Ausgangswell· vorbundenj dadurch ergibt sich eine besonders einfache und suverläsaige Anordnung.
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Bei der in Fig.1 gezeigten "besonderen Ausführung!= form der Erfindung enthalt die Abtasteinrichtung 12 eine Scheibe oder ein Teil 26, das mit einer Vielzahl von die jeweilige Stallung anzeigenden. '!Einrichtungen 28 und 30 versehen ist. Zur Anzeige der jeweiligen Stellung dienen hier die zahnartigen Gebilde und die Ausnehmungen 301 stattdessen kann auch eine lichtundurchlässige Scheibe mit darauf angeordneten lichtdurchlässigen Abschnitten, ein unmagnetische a Toil mit periaanentma£n0tiöchen Einsätzen, bzw. umgekehrt, oder irgendeine andere Hinrichtung verwendet werden, mit deren Hilfe zwischen der Stellung der Ausgangswelle 14 und dem Erregungszustand der Meldungen 22 eine Beziehung herstellbar ist. Die mit Ausnehmungen versehene Scheibe 26 ist zwischen einer Vielzahl von zueinander ausgerichteten Abtastelementen, nämlich Beleuchtungseinrichtungen 32, 34· und Fotozellen 36,3ΰ angeordnet* Von den Abtastelementen wird ein erstes Signal abgegeben, wenn sich die Stellungsanzeige einrichtungen* 28 in ihrer ilähe befinden und den Lichtstrom von den beleuchtungseinrichtungen 32 und 34 zu den Fotosellen und 33 unterbrechen. Von den Abtastelementen wird ein zweites Signal abgegeben, wenn sich die Stellungsanzeigeeinrichtungen in einer entfernten Stellung zu ihnen befinden, d.h. in einer Stellung, in der das von den Beleuchtungseinrichtungen 32 und abgegebene nioht die Fotozellen 36 und 3$ erreicht. Daraus ergibt sich, daß bei richtiger Anordnung der Stellungsanzeigeeinrichtungen 28,30 und der Abtastelemente 32 bis 38 insgesamt vier verschiedene binäre Signale erzeugt werden können· Diese Signale mögen die vier verschiedenen Frregungszuatände, die die Wicklungen 22 annehmen können', darstellen.
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Si· Abtasteinrichtung 12 kann auch in Terbindung mit Motoren angewendet werden, die mehr als Tier Wicklungen besitzen· Wird anstelle ά»τ ausgesparten Scheibe eine unmagnetische Scheibe Mit aus permanentmagnetisehea Material bestehenden Einsätzen Terwendet, so werden die Abtastelemente 32 bis 38 durch einen auf aagnetlaehe Jflüsse ansprechenden Magnetkopf ersetzt, wie •r beispielsweise in der US-Patentschrift 2 866 013 angegeben ist.
Die Ton den Fotozellen 36 und 38 abgegebenen Ausgangeelgnale werden de» Terstärkern 40 und 42 zugeführt, die Ihrerseits Mit der Logikechaltung 50 Terbunden sind (Pig. 2)· Die Logikschaltung 50 wird durch dies· Signale gesteuert und erregt die Wicklungen des Motors in bestimmter Reihenfolge durch Abgab· το» Torwarts- oder Rüokwärtsaignalen, als welche hier den Rotor des Motors in Torwarts- oder Rliokwärtsrichtung bewegende Signale bezeichnet werden· Über einen Schalter 45 ist ein Torwarts- und Rückwärtesignale abgebender !»pulsgenerator 43 an Klemaen 44 und 46 der Logikechaltung 50 anschaltbar· Sin tob den Totosellen 36 und 38 abgegebenes Signa! führt zusammen mit den aufeinanderfolgend an dl· Kleame 44 abgegebenen Vorwärteaignalen zur Erregung der Wicklungen 22 in der Weise, daß sich dl· Auegangswelle 14 in der einen oder Torwärtsrichtung bewegt·
Ee sei bemerkt, daß mit jede« Weiterdrehen de« Motors 10 dl· Abtriebe- oder Ausgang·*·!!· 14 In ein· neue stabil· Stellung bewegt wird und sieh das τοη den Jotozellen 3$ und 38 an dl· Logikeohaltung 90 abgegebene Signal ändert.
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Bevor die Fotozellen 56 und 38 der Logiksehaltung 50 ein neues Signal zuführettf ist der der Klemme 44 vom Impulsgenerator 43 zugeführte Impuls beendet· Das Impulsende kann durch eine an der ausgesparten Scheibe 26 anliegend angeordnete Abtastanordnung 39 festgelegt werden» die schneller als die Fotozellen und 38 anspricht oder anstelle der Badstellung der Scheibe 26 deren Bewegung abtastet» Zur Auslösung des Impulsendes des der Klemme 44 zugeführten Impulses 1st diese Abtastanordnung ihrerseits mit dem Impulsgenerator 43 verbunden·
Ist iaa von den Fotozellen 36 und 38 abgegebene Signal der IiOgiksohaltung 50 zugeführt, so kann ein weiterer Vorwärtaimpuls an die Klemme 44 angelegt werden* auf amk hin der Motor erneut in Vorwärtsrichtung weltergesehaltet wird. Bas Weiterschalten in Vorwärtsrichtung wird solang· fortgesetzt, wie der Klemme Vorwärtsimpuise »«geführt werden« Xn entsprechender Weise werden der liOglkechaltung 50 bei auf die Klemme 46 eingestelltem Verbindungssohaltaxm 45 Rtiokwartselgnale sugefäLhrt. Zusammen mit den von den Fotosellen 36 und 39 abgegebenen und der Logik» sohaltung auge führt en Signalen wird durch die an die Klemm· 46 Impulse der Motor schrittweise in RUekwärtsrlofrtung
Losikaoüaltung 50 ist über Ausgangsleistungen 84 bis 87 alt Ansfahl von Treiberrerstärkern 80 bis 83 verbunden· Diese ?»i*tfirker aiad ihreraeite ait den Wicklungen A9 B, I und B verbunden und bewirken «in· d«n von der Lagikechaltung abgegebenen eatepreolitnde Irregung der Wicklungen.
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Jede Wicklung ist an einen RC-Kreis angeschlossen» der eine Beschleunigung des Stromflusses durch die Wicklungen und damit eine Verkürzung jeder Schrittperiode bewirkt·
Bevor der Betrieb des erfindungsgemäßen Schrittmotors erläutert wird, wird eine «usammen mit diesem anwendbare typische Logikanordnung betrachtet» wie sie im einseinen in Pig· 3 gezeigt ist. Gemäß Tig» 3 besteht die Logiksohaltung 50 aus einer Vielsahl von UND- und ODSB-Sohaltungen und einem Inverter· Die UND- und ODER-Schaltungen und der Inverter sind dabei in zweckmäßiger Weise miteinander verbunden. Die Bedeutung dieser Verbindungen wird bei Betrachtung des Betriebs oder des Zusammenwirkens dieser Elemente verständlich·
Kur schrittweisen Bewegung des Motors in Vorwärtsrichtung werden die Wicklungen A, 2, B und B in bestimmter Reihenfolge erregt. Eine solche Reihenfolge ist in Tig« 5Ca) angegeben} der Erregungssustand der Wicklungen A und B wird dort durch das Vorhandensein einer "1" oder einer "O" in der entsprechenden Spalte angeseigt. Sine "1M seigt an, daß der betreffenden Wicklung eine Spannung oder eis Strom sugeftthrt wird, d.h. daß die betreffende Wicklung erregt wirdf demgegenüber wird durch eine N0N das fehlen solch einer Spannung bcw. solch eines Stromes und damit die ffiehterregung der betreffenden Wicklung angezeigt· Sie Wicklungen X umd I befinden sich jeweils im entgegengesetzten Erregungssustand wie die Wicklungen A und B. Bs sei hier darauf hingewiesen, daß die verwendeten Ausdruoke Erregung ("1") und Hiohterregung (11O1*) sioh nicht nur das Vorhandensein bsw. Fehlen einer Spannung oder
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eines Stromes "beziehen sondern, auch den Betriebszustand mitumfasßen, daß an eine Klemme ein Eingangs signal mit einer ersten oder zweiten Spannunge- oder Stromamplitude angelegt wird«
Ss sei nunmehr angenommen, daß sich die Wicklungen A und B im "0"-Zustand,und die Wicklungen S und B im "1"-Zustand befinden· Zu diesem Zweck sind den Klemmen 52 und 54 (Fig.3) keine Brregungsaignale, dagegen den Klemmen 56 und 58 Erregungssignale «umführen (Fig. 5(a)). Bei dieser Ansteuerung der Logikschaltung 50 "bewirkt ein der Vorwärtssignal-Klemme 44 züge führte r Impuls die Abgabe eines Signales an die Leitungen 59 und 60 der UND-Schaltung 61. Barch "beiden Eingängen der UND-Schaltung 61 «ugeführte Eingangssignale wird von dieser UND-Schaltung ein Ausgangssignal abgegeben, welches über die ODER-Schaltung 62 den nachfolgenden Verstärker 82 in den "1 "-Zustand überführt« Sa an den Ausgang des Verstärkers 82 die Wicklung B angeschlossen 1st» ändert sich somit deren Irregungszustand und zwar vom H0 "-Zustand in den «1 "-Zustand· Dem Verstärker 81 1st eine UND-Schaltung 67 vorgeordnet, von der ein auoh diesen Verstärker in den W1 "-Zustand überführendes Signal abgegeben wird· An den Ausgang des Verstärkers 85 1st die Wicklung B angeechloeeen, die «uvor erregt war und sich nun im "0"-Zustand befindet· An den . Eingängen der über eine ODM-Schaltung mit dem Verstärker 83 verbundenen UND-Schaltungen liegen hierbei nicht solche Eingang·- »ig&ale, daß von diesen. UND-Schaltungen ein "1"-Signal abgegeben und damit der Verstärker 83 in den "1 "-Zustand übergeführt werden kann·
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In ent sprechender Weise "befinden eich die mit dem Verstärker SO verbundenen UND-Schaltungen in einem Zustand, der den Verstärker 80 im "0"-Zustand verbleiben läßt· Damit befinden sioh die die Wioklungen X und B speisenden 7erstärker 81 bzw· 82 im "1"-Zustand und die die Wioklungen Ä bzw. S speisenden Verstärker 80 baw. 83 im "0"-Zustand· Dieser Erregungazustand ist symbolisch in der swelten Zeile der in Fig. 5(a) gezeigten Tabelle verdeutlicht.
Der aum schrittweisen Fortbewegen des Motors erforderliche (oben beschriebene) Wechsel vom "0" - "0"-Zustand in den »0" - "1"-ZaStSAd wurde dadurch erreicht» daß einfach der Klemme 44 ein. Vorwärtsimpuls (3?) asugoführt wurde. Durch das schrittweise Fortechalten des Motors in Vorwärterichtung wird von der Abtasteinrichtung 12 ein anderes Signal an die Loglksohaltung 50 abgegeben» und awar gibt die Abtasteinrichtung 12 nunmehr an die Klemmen 54 und 56 ein Spammngasignal ab} die Klemmen 52 und 58 werden dabei nicht gespeist· Durch dies· eingangssignal· werden insbesondere die UND-Schaltungen der Loglksohaltung 50 derart gesteuert, daß die Abgabe ein·· weitere Yorwärtssignale an di· Klemme 44 daau führt, daS die Verstärker 80 und 82 la den "1 "-Zustand und die Verstärker 81 und 83 in den "0"-Zustand übergehen, wie di·· symbolisch la der dritten Zeile der Fig. 5(a) angegeben ist· Infolge der durch di· Verstärker 80 und 82 bewirkten Erregung der Wioklungen wird der Motor 10 in eine neue stabile Stellung geschaltet« Ia dieser neuen stabilen Stelltue des Motor« 10 werden den Kleamea 52 bis 58 der Loglksohaltung 50 erneut Singangeeignale von der Abtasteiartoatua* 12 meertta^ 9 8 2 5 , Q 3 9 k
Parch. Portsetsaa dieser Betriebsweise und dieses Impulsab·» leufes für eia© bestimmte Bauer wird der Aufzeichnungsträger 20 Über verschiedene Stellungen hinweg bewegt«
BIe I&giksöhaltung 50 arbeit9t weitgehend in gleicher Weiset um den Motor zuv Ausführung einer Bewegung in Httekmirtsriehtung au errsgeau Xm Unterschied zu den Mäher basohriebenen Verhältnissen gibt 1kl·;» dar ^pulsgenerator 43 Impulse (H) an die Klemme 46 abj die leihenfolge d©? Brregmngsssustände stimmt hier mit den in der in 1:1g. 5(1;) gezeigtem TaDeIIa gemachten Angaben übe rein. Im
Hait-Eustcffld arbeitet dl« IiOgiksohaltung in der Weise» wie es aym1>olis3li Ib den Taballea der Figuren 5(c) und 5(d) angegeben, t» 3Dii5uO Eiguren sseigoü, übB m± Auftreten eines Haltebefehls 5ä?res»agS3ustaad dar WieHtsag taialbhängig von deren tatlustaaä. Ii©ili@fea3.t®n wird»
fe. Ι£©1?11@& &a£ ti© stt ^®B Vev@täs2cexn T©a%tindeaen UBB-Sohal-64 söä aaefe. aaf fc4i^aÄsss MAgewiesea» Mesea UNB^Ssiial« 64 wsi?t@2& Hsatosigiial® (E) äsmg©£üisrt9 die 'dann auftreten,
a@sh Hfiokwärte-65 1st über
c 44 isäEW© 4β #is f^S'Ärt®« tew» «in Büokwärtsaignal, sage« °- ®gw wirig ä«a& gelangt €&·«·■ Signal tber die OE®-SehaXt«äg €5 L· d*r, Bi^gaiatg ?1®ε lHTert®^@ 66$ ά©^ seinerseits ein duroa eine
üeaal ©m di© ÜHB-Schaltunges 64 iieae keia ätssOh eine hohe
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Dia Loganschaltung 30 wirkt, um es nochmals zusammenfaasendssu sagen, wie ein· Einrichtung, die die «u erregenden Wicklungen durch Abgabe eines Torwarte- oder RUckwärteeignals la vorbestiaater Reihenfolge erregt· Diese Betriebsweise wird dadurch ermöglicht, daß der Logikechaltung you der Abtasteinrichtung gelieferte Auagsagssigaale sugeftthrt werden*
laohatehend wird nun der Betrieb dee gesamten Systems näher erläutert* Su Beginn geben die Fotozellen 36 und 38 ein Signal an die Logllcsohaltung 50 ab· auf Grund dessen die Wicklungen X und S durch die Yerstärker 81 und 83 erregt werden* In dem den ""!"-Zustand darstellenden £rregungseuetand der Wicklungen I und S befinden sich die Stelltuageanseigereinrichtungen 28,30 in einer solchen Stellung, in der die Beleuchtungseinrichtungen und 34 aa dl· Fotosellen 36 und 38 Licht abgeben können (91g·4a)* Auf grand der Beleuchtung der Fotosellen werden-entsprechend der willkürlich getroffenen Zuordnung-ron den Verstärkern 40 und aa die Heeasen 56 «ad 38 Spelseslgaale und an die Klemmen 52 uad 54 Abschaltsigmale angelegt| Die Terstärker 40 und 42 könnten hierbei ebenso an 41· Kleaaaa* 52 uad 54 Speiseslgaale und aa die Kienen 56 «ad 58 Abaohaltsignale anlegen. Auf Grund der vorstehend angegebenen, tatsäohlioh erfolgenden Anateuerung der Logikechaltung 50 durch die Yorstärker 40 uad 42 bewirkt die Abgab· «la·· Signal· voa dem Iapulegenerator 43 an dia Emm 44» daB die Logikechaltung 50 die Teratärkar 81 und 83 speist« Dies fuhrt sur Erraguag der aa diese Yerstärker aagesohlosseaen Wieklungen «ad damit sur schrittweisen Bewegung dar Antriebswelle 14 uad der Antriebsrolle 16* Durch die Bewegung dar
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Antriebswelle 14 wird die Scheibe 26 gedreht, was wiederum
lind dazu führt, daß zwischen die Beleuchtungseinrichtung 32/die fotozelle 38 eine Aussparung 30 der Scheibe 26 tritt« Dadurch wird dann die Fotozelle 33 belichtet· Andererseits tritt zwischen die Beleuchtungseinrichtung 34 und die Fotoselle 36 ein Zahn der Scheibe 26 (Tig· 4b)· Bei in diesem Betriebszustand befindlichen Fotozellen 36 und 33 gibt der Verstärker 40 ein dem JSrregungszustand der Wicklungen A und X entsprechendes Signal und der Verstärker 42 ein dem Brregungszustand der Wicklungen B und S entsprechendes Signal an die Logikschaltung 50 ab. Sie durch diese Signale gesteuerte Iiogikachaltung 30 bewirkt bei Aufnahme eines von dem Impulsgenerator 43 an die Klemme 44 abgegebenen Impulses eine schrittweise Bewegung des Motors 10 in Vorwärtsrichtung. Die Beziehungen zwischen den Fotozellen, den Stellungsanzeige einrichtungen und den Beleuchtungseinrichtungen während der folgenden Schritte in Vorwärtsrichtung ergeben sich aus den Figuren 4(c) und 4(d)·
Durch Anwendung einer Abtasteinrichtung wird bei dem erfindungsgemäöen Steuersystem der zu erregende Motor ohne einen Zeitverlust in zweckmäßiger Weise erregt« Die Abtasteinrichtung wird in Abhängigkeit van der Stellung der Abtriebs- oder Ausgangswelle gesteuert und ist deshalb durch kurzzeitigen Energieauefall von dem System nicht beeinflußbar· Ferner sind Flip-Flops oder andere stoßempfindliche bistabile Einrichtungen nicht mehr erforderlich . Die Logikschaltung ist von der Art, daß eine an die Klemme 44 oder 46 angelegte Sauorgleiehspannung eine schnelle Bewegung oder Verschiebung des Aufzeichnung«trägers 20 bewirkt·
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■'"β dürfte ferner einzusehen sein, daß durch Bewe^un^ der mit Ausnehmungen versehenen Scheibe 26 von einer mit dieser zusammenarbeitenden Abtastanordnung ein zur Synchronisierung anderer Elemente des Systems dienender Impuls abgegeben warden kann·
Mit der vorstehenden Beschreibung sind nur die grundsätzlichen» neuen Merkmale der Erfindung an einem bevorzugten Auoführungs*- bei3piel erläutert worden} es sei abschließend darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf dieses Ausitihrungebeiapiel nicht beschränkt sein soll, daß vielmehr ohne Abweiolning vom .Erfindungsgedanken noch in verschiedener Weise Modifikationen vorgenommen worden können.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    /1·ι Steuersystem für einen eine Vielzahl von Wicklungen aufweisenden und mit einer Abtriebs« oder Ausgangswelle gekoppelten Schrittmotor» der schrittweise in Vorwärts- oder Hilckwärtarichtung in eine Anzahl stabiler Stellungen "bewegbar ist , gekennzeichnet durch eine mit der Abtriebe- oder Ausgangswelle (14) gekoppelte, dem Brregungszustand der Wicklungen (22) des Schrittmotors ζ 10) entsprechende Signale abgebende Abtasteinrichtung (12), durch eine dio von der Abtasteinrichtung (12) abgegebenen Signale aufnehmende und den Erregungsaustana der Wicklungen (22) ateuemde Logiksohaltung (50) und durch eine zur Steuerung der Erregung der Wicklungen (22) in bestimmter Xieilienfolge und Bewegung der Abtriebs- oder Ausgangswelle (14) in einer gewünschten Hiehtung an die Logikschaltung (50) zusätzliche Signale abgebende Einrichtung (43). .
    2· Steuersystem naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen bei Erregung der Wicklungen (22) in vorbestimmter Reihenfolge sich schrittweise in Yorwärtsrichtung in eine Vielzahl stabiler Stellungen bewegenden Schrittmotor (10) umd durch eine mit der dem Erregungsaustand der Wicklungen (22) entsprechende Ausgangssigmalei abgebendem Abtasteinrichtung (1"2) verbundene, an die in vorbeetimmiser Reihenfolge su errög©ad®n Wicklungen (22) des Motels (10) JoTtä'asrbBal&nale aaldgende liOglkaohaltung (50), die auf die ihr Ton der Abtasteinrichtung (12) zugefilhrten Ausgangesignale und auf Ton der Elnrlshtsmg (43) jeweils abgegebene ? jrwär-taeißnale hin anspricht und damit eine Bewegung der Abtriebsoder Ausgangswelle (14) in ?or*ärtarlchtung bewirkt·
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    3· Steuersystem nach Anepruoh 1 oder 2, gekennzeichnet duroh eine zur Brehung der Abtriebs- oder Ausgangswelle (14) In gewünschter Richtung an die in bestimmter Reihenfolge asu erregenden Wicklungen (22) des Motors (10} jeweils dann, wenn von der Abtasteinrichtung (12) Signale aufgenommen werden, ein entsprechendes Signal abgebende Logiksohaltung (50)·
    4· Schaltungsanordnung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die jeweils abgegebenen Torwärtssignale beendet sind, bevor die einem neuen Srregungszustand entsprechenden Ausgangssignal· der Abtasteinrichtung (12) an die logiksohaltung (50) angelegt sind.
    5· Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (12) eine Anzahl Fotozellen (36*33) und diesen jeweils zugeordnete Beleuohtungseinriohtungen (32,34) und eine mit der Abtriebsoder Ausgangswelle (14) des Motors (10) verbundene, Ausnehmungen (30) aufweisende, zwischen den Fotozellen (36,33) und den diesen jeweils zugeordneten Beleuchtungseinrichtungen (32,34) ajageordnete Scheibe (26) enthält*
    6· Schaltungsanordnung naoh Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung entweder keiner Fotozelle, einer Fotozelle oder zweier Fotosellen (36,38) duroh die Beleuchtungseinrichtungen (32, 34) im Terlauf der schrittweisen Drehung des Schrittmotors (10) in verschiedene stabile Stellungen die Seheibe (26) mit entsprechend angeordneten Ausnehmungen (30) versehen ist·
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    7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellen (36,38) und die ■Beleuchtungseinrichtungen (32,34) weitgehend zueinander ausgerichtet sind.
    8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei Fotozellen (36,38) und diesen zugeordneten Beleuchtungseinrichtungen (32,34) die Beleuchtungsreihenfolge der Fotozellen (36,38) durch die Beleuchtungseinrichtungen (32,34) so gewählt ist, daß zunächst keine Fotozelle (36,38), anschließend die eine Fotoseil© (36) und danach die andere Fotozelle (38) belichtet ist, und daß schließlich beide Fotozellen (36,38) belichtet sind.
    9. Steuersystem für einen Schrittmotor nach Anspruch 1 in einem mit einem bandförmigen Aufzeichnungsträger arbeitenden Aufzeichnungssystem, bei dem zum Transport des Aufzeichnungsträgers eine Antriebsrolle verwendet wird, gekennzeichnet durch einen mindestens vier Wicklungen (A,Ϊ,B,B) aufweisenden und mit einer bei Erregung der Wicklungen (A,Ä%B,B) in vorbestimmter Reihenfolge schrittweise in eine Vielzahl stabiler Stellungen in Vorwärts- oder Rückwärtsriehtung bewegbaren Abtriebs- oder Ausgangswelle (14) gekoppelten Schrittmotor (1O), durch, eine mit der Abtriebs- oder Auagangswelle (14) antriebsmäßig gekoppelten Antriebsrolle (18), durch eine mit der Abtriebs- oder Ausgangswelle (14) gekoppelte, dem Erregungszustand der Wicklungen (A,I,B,S) entsprechende Signale abgebende Abtasteinrichtung (12), durch eine mit dieser Abtasteinrichtung (12) verbundene Logikschaltung (50), die in Abhängigkeit von den
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    το» der Abtasteinrichtung (12) abgegebenen Signalen und duroh Aufnahme ansät zucker Signale eine ßrre>;un,- der Wicklungen (A, I, B,U) in bestimmter Reihenfolge und damit eine Drohung der Abtriebs- oder .Ausgangswelle (14) dea Motors (1O) in ~ewünseh— ter Sichtung bewirkt, und durch eine solche zusMtzlichen Signale an die Iiogiksohaltung (50) abgebende Einrichtung (43)·
    10. Steuersystem nach Anspruch rj9 gekennzeichnet durch eine die .'.icklungea (Α,Ϊ,Β,Ι) des Schrittmotors (10) in einer von den von der Abtasteinrichtung (12) abgegebenen Signalen abhängigen Reihenfolge erregende Logiksehaltung (50),
    11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10) mit mindestens zwei iicklungspaaren (A,A*,B,S) versehen ist, daß die Abtasteinrichtung (12) ein i\ntricbsinäßig mit der Abtriebs- oder Auöocngswelle (14) des Liotors (1O) verbundenes, mit einer Tielzahl von Stellungsanzeige eiarichtungen (2c,30) versehenes leil (26) besitzt, daß jedem 'ioklungspaar (A,BjA*,I5) Abtastelemente (34,36j32,38) aug ordnet sind, die ein erstes Signal abgeben, wenn sich ein· StellunöSauaeigeeinrichtung (28 bzw» 30) in ihrer ilähe befindet, und die ein zweites Signal abgeben, wenn sich eine atelluagsanzeigeeinrichtung (28 bzw. 30) in einer entfernten Stellung au ihnen befindet, und daß die 3tellungsv.nzeigeeinrichtungen (28,30) in Bezug auf die Abtastelemente (34,36j32f38) und die Wicklungen (A,B)I,B) des Motors (10) derart auf diesem Teil (25) angeordnet sind, daß von den Abtastelementen (34,36| 32,3*3) dem irregaogBisuetand der Wicklungen (A,D;A*,13) entsprechende erste und zweite Signale abgebbar sind.
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    12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (12) eine mit der Abtriebs- oder Ausgangswelle (14) verbundene, mit Ausnehmungen (28) versehene Scheibe (26) besitzt, auf deren einer Seite mindestens zwei Fotozellen (36,38) und auf deren anderer Reite" mindestens zv/ei Tk;lauchtangsoinriohtungen (32,34) angeordnet sind, daß die JFotozellen (36,38) und die Beleuchtungseinrichtungen (32,34) derart zu der mit Ausnehmungen (28) versehenen Hcheibe (26) ausgerichtet sind, daß die Fotozellen (36,38) entsprechend dem Erregungszustsind der Wicklungen (Α,Β;ΐ,Β) belichtet werden und diessin TSrregungszustand entsprechend Signale abgeben, und daß die an die Abtasteinrichtung (12) angeschlossene Logikschaltung (50) mit den 'Uclclungen (A9B)X1S) des Motors (10), die je nach dem vorliegenden Erregungszustand zu erregen sind, verbunden ist ι
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DE19651438899 1964-10-06 1965-10-06 Steuersystem fuer einen Schrittmotor Pending DE1438899A1 (de)

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