DE1563749A1

DE1563749A1 - Circuit arrangement for the simulation of cams

Info

Publication number: DE1563749A1
Application number: DE19661563749
Authority: DE
Inventors: Rolf-Walter Muermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-09-09
Filing date: 1966-09-09
Publication date: 1970-08-13

Description

Schaltungsanordnung zur Nachbildung von Kurvenscheiben -An steuerbaren elektrischen Maschinen oder anderen sich drehenden Teilen sind oftmals Kurvenscheiben angebracht, die bei bestimmten Winkel:atellungen Mikroschalter ein-.bzw. ausschalten. Eine derartige Anordnung ist z:B. aus der Zeitschrift "Automatik"; März 1959, S:6-'1 bekannt. Durch diese Mikroschalter können dann andere Steuer- oder Regelvorgänge eingeleitet werden.Circuit arrangement for simulating cam disks -An controllable electrical machines or other rotating parts are often cams attached, which at certain angles: atellungen microswitch on or. switch off. Such an arrangement is e.g. from the magazine "Automatik"; March 1959, S: 6-1 known. These microswitches can then be used for other control or regulation processes be initiated.

Um die bekannten Nachteile mechanischer Schalter zu vermeiden, die sich besonders in der begrenzten Schaltgeschwindigkeit und im relativ schnellen Verschleiß gerade bei häufigen Schaltungen bemerkbar machen, lassen sich' wie z.B. im Buch von Fuchs "Digitale Regelungen" 1964, S.15 ausgeführt, die mechanischen Kurv®nscheiben durch-kontaktlose Kurvenscheiben ersetzen. Als kontaktlose Kurvenscheibe kann beispielsweise die lichtelektrische oder induktive-Übertragung von Ein- bzw..Ausaahaltimpuleen von einer eich drehenden Scheibe auf ein featstehendea.Empfängerelement vorgesehen sein-. Mt dieser Anordnung ließe sich eine Kurvenscheibe verwirklichen, die drei von den Nachteilen meohani- naher Kurvsnscheiben ist. Sie würde allerdings besonders bei Kaaohinfu mit mehreren gurvenwohtiben, die alle zu verschiedenen Zeitpunkten Impulse an die nachgeschalteten Sohaltflenents ab- geben müssen, einen großen Aufwand sowohl in der Bereitstellung der erforderlichen Empfangselemente als auch bei der Einjustierung der einzelnen Geberelemente erfordern.In order to avoid the known disadvantages of mechanical switches, which are particularly noticeable in the limited switching speed and in the relatively rapid wear and tear especially with frequent switching operations, the mechanical Replace cam disks with contactless cam disks. For example, the photoelectric or inductive transmission of input or output stop pulses from a rotating disk to a receiver element can be provided as a contactless cam disk. With this arrangement a Realize cam, the three of the disadvantages meohani- closer cam disks is. She would be especially at Kaaohinfu with several gurvenwohtiben, all of which are different Times impulses to the downstream Sohaltflenents off must give, require a great deal of effort both in the provision of the required receiving elements and in the adjustment of the individual transmitter elements.

Für digitale Wegregelungen ist aus der Siemens-Zeitschrift 1960, S. 664 bis 671 bereits ein Istwertgeber bekannt geworden, der aus einer rotierenden Scheibe mit aufgesetzten,'gegenpolig. angeordneten Permanentmagneten besteht und bei Drehung der Seheibe feststehend angeordnete Hallgeneratoren beeinflußt. Diesen Hallgeneratoren ist ein elektronischer Zähler nachgeschaltet, der die Bewegung der Kurvenscheibe und die Stellung eines bestimmten Objektes erfaßt. Bei dieser Ancr dnung wird zusätzlich die Drehrichtung bestimmt, in Und-Gattern ausgewertet und in einer bistabilen Kippstufe gespeichert.For digital route control is from the Siemens magazine 1960, p. 664 to 671 an actual value encoder has already become known, which consists of a rotating Disc with attached, 'opposite polarity. arranged permanent magnets and when rotating the Seheibe fixed Hall generators influenced. This one Hall generators is followed by an electronic counter that records the movement of the Cam and the position of a certain object detected. With this Ancr The direction of rotation is also determined, evaluated in AND gates and stored in a bistable multivibrator.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand durch die Verwendung von mehreren Kurvenscheiben für ein drehendes Teil zur Abgabe von Impulsen bei verschiedenen Winkelstellungen des drehenden Teiles zu verringern. Die- Erfindung betrifft also eine Schaltungsanordnung zur Nachbildung von Kurvenscheiben, die bei be- stimmten Winkelstellungen einen drehbar gelagerten Teilen einen Schaltbefehl erteilen, mit einem an den Ausgang einen Drehgebern zur Erzeugung drehwinkelproportionaler Impulse an- geschlossenen Zähler. Das Neue besteht dabei darin, daß die Eingänge je einer bistabilen Kippstufe an die Ausgänge je einer Abf2e»#geetufe angeschlossen sind, deren ,£J ngänge parallel an die Ausgänge des Zählers angeschlossen sind.. Der Vorteil der neuen Anordnung ergibt sich durch die Verwendungsmöglichkeit von theoretisch beliebig vielen Abfragestufen, so daB unabhängig von der Zahl der drehwinkelabhängigen Meldungen, die von einem drehbar gelagerten Teil abgegeben werden sollen, nur eine Schaltungsanordnung zur Nachbildung von Kurvenscheiben erforderlich ist.The object of the invention is to reduce the effort through the use of several cam disks for a rotating part for the delivery of pulses at different angular positions of the rotating part. The invention thus relates to a circuit arrangement for simulating cam disks which, when Correct angular positions of rotatable parts Issue a switching command with a to the output Encoders to generate pulses proportional to the angle of rotation. closed counter. The new thing is that the Inputs each of a bistable multivibrator to the outputs each are connected to a drainage stage, the inputs of which are in parallel connected to the outputs of the counter .. The advantage The new arrangement results from the possibility of theoretically using any number of query levels, so that regardless of the number of rotation angle-dependent messages that are to be issued by a rotatably mounted part, only one circuit arrangement for simulating cams is required.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Von einer nicht dargestellten, rotierend angeordneten Scheibe mit in gleichem Abstand voneinander angeordneten, magnetischen Zähnen wird ein Hallgenerator 1 beeinflußt, der also Impulse abgibt, deren Schalthäufigkeit der Geschwindigkeit des rotierenden Teiles proportional ist. Der Hallgenerator beeinflußt eingangsseitig einen Verstärker 2, dessen Ausgangsimpulse an die Eingänge zweier einander parallelgeschalteter Grenzwertmelder 3 gegeben werden. Jeder dieser Grenzwertmelder gibt einen Ausgangsimpuls, wenn am Verstärker ein Ausgangssignal mit bestimmter Amplitude vorhanden ist. Abhängig von dem Vorzeichen des Ausgangssignals wird einer der beiden Grenzwertmelder ansprechen. Die Ausgänge der Grenzwertmelder sind an zwei Eingänge einer Umkehrstufe 4 angeschlossen. Diese Umkehrstufe gibt nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn kein Eingangsimpuls vorhanden ist.An exemplary embodiment is shown in the drawing. From one not shown, rotating disk with in same A Hall generator 1 is influenced by magnetic teeth arranged at a distance from one another, which emits impulses, the switching frequency of which corresponds to the speed of the rotating Part is proportional. The Hall generator influences an amplifier on the input side 2, whose output pulses are sent to the inputs of two limit monitors connected in parallel 3 are given. Each of these limit indicators gives an output pulse when on Amplifier an output signal with a certain amplitude is available. Depending on one of the two limit monitors will respond according to the sign of the output signal. The outputs of the limit monitors are connected to two inputs of a reversing stage 4. This inverter only issues an output signal when there is no input pulse is available.

Der dritte Eingang der Umkehrstufe 4 ist über eine Synchronisierleitung 5 an den Ausgang eines weiteren Grenzwertmelders 6 angeschlossen, der seinerseits über einen Verstärker 7 von einem Hallgenerator 8 beeinflußt wird. Der Hallgenerator 8 wird durch eine weitere, nicht dargestellte Zahnscheibe oder durch ein weiteres magnetisches, auf der ersten Zahnscheibe versetzt angeordnetes Zahnpaar-nur einmal bei jeder Umdrehung des rotierenden Teilen beeinflußt. Es wird also nach jeder vollen Umdrehung über die Synchronisierleitung 5 ein Impuls an den dritten Eingang der Umkehrstufe 4 abgegeben, so daß während dieser Zeit am Ausgang der Umkehrstufe 4 .kein Signal anstehen kann. Der Ausgang der Umkehrstufe 4 ist an den Zähleingang 9 fies Zählern 10-angeschlossen, der in bekannter Weise aus mehreren'hinterein= -adergeschalteten Binärstufen 11 bis 18 besteht. Die Ausgangsanschlüsse sind über Umkehrstufen 19 zur Leistungsverstärkung an Sammelleitungen angeschlossen, die mit der Ziffer der zugehörigen Binärstufe im Zähler 10 und mit der angefügten Endziffer 1 für den Nullausgang und 2 für den L -Ausgang der Binärstufe bezeichnet sind. So sind z.B. die an die Binärstufe 11 angeschlossenen Sammelleitungen mit 111 und 112 bezeichnet. An diese Sammelleitungen sind nun die Eingänge von Abfragestufen 20 und 21 angeschlossen, die für jede Sammelleitung einen Eingang und halb so viele Ausgänge besitzen. Jeder Ausgang ist über eine Diode mit einem Eingang verbunden, der abhängig von dem abzufragenden Zählerstand an eine von zwei einer Binärstufe des Zählers nachgeschalteten Sammelleitung angeschlossen ist. So kann z.B. der Ausgang 22 in der Abfragestufe 20 sowohl an die Sammelleitung 111 als auch an die Sammelleitung 112 angeschlossen sein. Da abhängig von der jeweiligen Zählerstellung des Zählers 10 jeweils ein Ausgang jeder Binärstufe Signal führt, können mit dieser Abfrageetufe . sämtliche im Zähler vorhandenen Zahlen eingestellt werden. Die Ausgänge der Abfragestufen.20 und 21 sind einander parallel und an einen Eingang je einer Umkehrstufe 23 und 24 geschaltet. Ein zweiter Eingang dieser Umkehrstufen ist an den Ausgang der Umkehretufe 4 angeschlossen. Damit-ist sichergestellt, daß nur nach Beendigung jedes Auegangeimpulees der_Umkehretufe 4 eine Abfrage den Zählerstanden vorgenommen werden kann.. falle- die in der Abfragestufe durch die Schaltung der Dioden #in«eotellte Konstellation an den Ausgängen den Zählers 10 vor- banden rt, erhält dte der betreffenden Abfrageetufe nsohge- schaltete Umkehrstufe 23 oder 24 kein Eingangssignal, so daß ein Ausgangsimpuls an die den Umkehrstufen 23 und 24 nachgeschaltete Kippstufe 25 abgegeben wird, die ihrerseits 'umschaltet,-wenn sie vorher die entgegengesetzte Stellung eingenommen hatte. Da der Kippstufe 25 jeweils zwei Abfragestufen vorgeschaltet sind, wird bei jeder Umdrehung des drehenden Teiles diese Kippstufe insgesamt zweimal umgeschaltet. Sie erfüllt damit in Verbindung mit den Impulsgebern und-dem Zähler die Funktion einer Kurven-. scheibe mit von der Scheibe beeinflußtem Schalter, ohne daß eine Justierung des Drehgebers zur Einstellung des Schaltzeitpunktes erforderlich ist.The third input of the inverting stage 4 is connected via a synchronization line 5 to the output of a further limit value indicator 6, which in turn is influenced by a Hall generator 8 via an amplifier 7. The Hall generator 8 is influenced by a further toothed disk, not shown, or by a further magnetic pair of teeth, arranged offset on the first toothed disk, only once for each revolution of the rotating parts . After each full revolution, a pulse is emitted to the third input of the inverter 4 via the synchronization line 5, so that no signal can be present at the output of the inverter 4 during this time. The output of the inverter 4 is connected to the counter input 9 nasty counters 10-connected, which in a known way consists of several 'behind = - there are binary levels 11 to 18 connected to each other. The output connections are connected via inverters 19 for power amplification to collecting lines, which are designated with the number of the associated binary level in the counter 10 and with the appended final number 1 for the zero output and 2 for the L output of the binary level. For example, the bus lines connected to the binary stage 11 are labeled 111 and 112. The inputs of interrogation stages 20 and 21, which have one input and half as many outputs for each bus, are now connected to these bus lines. Each output is connected via a diode to an input which, depending on the counter reading to be queried, is connected to one of two common lines connected downstream of a binary level of the counter. For example, the output 22 in the interrogation stage 20 can be connected both to the collecting line 111 and to the collecting line 112. Since, depending on the respective counter position of the counter 10, one output of each binary level carries a signal, this query level. all the numbers in the counter can be set. The outputs of the query stages. 20 and 21 are parallel to one another and connected to an input of an inverter 23 and 24. A second input of these reversing stages is connected to the output of reversing stage 4. So-ensures that only after completion of each Auegangeimpulees der_Umkehretufe 4 a query the counter Standen can be made .. fall in the query stage through the switching of the diodes #in «set constellation at the outputs of the counter 10 band rt, receives dte of the relevant query level nsohge Inversion stage 23 or 24 switched no input signal, so that an output pulse is emitted to the flip-flop stage 25 connected downstream of the inversion stages 23 and 24, which in turn switches over if it had previously assumed the opposite position. Since the flip-flop 25 is preceded by two query levels, this flip-flop is switched a total of twice with each revolution of the rotating part. In connection with the pulse generators and the counter, it thus fulfills the function of a curve. disc with switch influenced by the disc, without the need to adjust the rotary encoder to set the switching point.

Im Gegensatz zu einer Kurvenscheibe mit einer bestimmten einjustierbaren Geberscheibe lassen sich an die Sammelleitungen 111 bis 172 beliebig viele Abfragestufen mit nachgeschalteten Kippstufen anschließen, deren Anzahl nur durch die Leistungsfähigkeit der Umkehrstufen 19 begrenzt wird. Es lassen sich also mit einer Anordnung mehrere Kurvenscheiben nachbilden. Im Gegensatz zu anderen bekannten oder vorgeschlagenen Anordnungen hat bei dieser Schaltungsanordnung die Einstellung der Geberscheibe auf dem sich drehenden Teil keinen Einfluß auf die einzustellenden Schaltzeitpunkte. Auf die Justierung der Scheibe braucht also keine besondere Sorgfalt verwendet zu werden. Außerdem kann eine evtl. auftretende Verschiebung der Schaltzeitpunkte durch einfaches `Umlöten von Dioden in den Abfragestufen ausgeglichen werden. Das gleiche gilt, wenn die Schaltzeitpunkte einer Kippstufe verändert werden Bollen. Der Zähler 10 im Ausführungsbeispiel kann maximal 256 Impulse verarbeiten. Die während einer Periode vom Hallgenerator 1 abgegebenen Impulse brauchen nicht mit dieser Anzahl übereinzustimmen, da die Löscheingänge 26 des Zählers 10 ebenfalls mit der .Synchronisierleitung 5 verbunden sind, so daß der Zähler 10 nach jeder Umdrehung auf den Wert Null zurückgestellt wird. Falls die Anzahl der vom Drehgeber abgegebenen Impulse mit der Zählkapazität des Zählers 10 übereinstimmt, kann der Hallgenerator 8 mit dem Verstärker 7, dem Grenzwertmelder 6 und der Synchronisierleiturig 5 entfallen.In contrast to a cam disk with a specific adjustable encoder disk, any number of interrogation stages with downstream flip-flops can be connected to the bus lines 111 to 172, the number of which is only limited by the performance of the reversing stages 19. Several cams can be simulated with one arrangement. In contrast to other known or proposed arrangements, in this circuit arrangement the setting of the transmitter disk on the rotating part has no influence on the switching times to be set. No particular care needs to be taken in adjusting the disc. In addition, any shifting of the switching times can be compensated for by simply re-soldering diodes in the query levels. The same applies if the switching times of a flip-flop to change Bollen. The counter 10 in the exemplary embodiment can process a maximum of 256 pulses. The pulses emitted by the Hall generator 1 during a period do not need to match this number, since the clear inputs 26 of the counter 10 are also connected to the synchronization line 5, so that the counter 10 is reset to zero after each revolution. If the number of pulses emitted by the rotary encoder corresponds to the counting capacity of the counter 10 , the Hall generator 8 with the amplifier 7, the limit value indicator 6 and the synchronization line 5 can be omitted.

Claims

Claims 71.1 circuitry for simulating cams, grant a switching command for certain angular positions of a rotatably mounted part, connected with a rotation angle proportional to the output of a rotary encoder for generating pulses counter, characterized in that the inputs of each of a bistable flip-flop (25) to the Outputs each of a query stage (20,21) are connected, 'whose inputs are connected in parallel to the outputs of the counter (10).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that both outputs of each binary level (11 to 17) in the counter (10) to one input each Inquiry levels (20, 21) are connected, so that each inquiry level (20, 21) is half as high has many output and input terminals connected to a star point and that between each output terminal (22) and one of the outputs of a binary stage connected downstream Input terminals (111, 112) a diode is connected.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that a second rotary encoder (6, 7, 8) for generating rotation angle proportional Pulses are provided and adjusted so that it is rotatable at each revolution of the stored part emits a pulse and that the reset inputs (26) of the counter (10) are connected to the output of this encoder (6,7,8).