DE2164715C3 - 03/30/71 Japan 18899-71 Method for controlling an electric multiphase stepper motor and circuit arrangement for carrying out the method - Google Patents

03/30/71 Japan 18899-71 Method for controlling an electric multiphase stepper motor and circuit arrangement for carrying out the method

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DE2164715C3 DE19712164715 DE2164715A DE2164715C3 DE 2164715 C3 DE2164715 C3 DE 2164715C3 DE 19712164715 DE19712164715 DE 19712164715 DE 2164715 A DE2164715 A DE 2164715A DE 2164715 C3 DE2164715 C3 DE 2164715C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zurThe invention relates to a method for

14; POR, NOR) eingefügt ist, bestehend aus einem 35 Steuerung eines elektrischen Mehrphasenschrittdie vom Steuergerät abgebenden Befehlsimpulse motors, dessen Rotor in Teilschritten durch aufein- (CW, CCW) zählenden M-Zahlensystemzähler (3), anderfolgende gleichzeitige Einschaltung von gleichen der bei jedem /i-ten Befehlsimpuls (CW, CCW) oder unterschiedlicl en Erregerzuständen in mehreren einen Impuls (PP, NP) erzeugt, einem an den Wicklungen des Stators bewegt wird, wobei die Teil-Zähler angeschlossenen Impulsgenerator (12) zur 40 schritte zwischen den durch die Anzahl der Phasen Erzeugung von befehlsimpulsmodulierten Signalen und Zähne pro Phase bestimmten Schrittstellungen mit konstanter Periode und verschiedenen Impuls- ~14; POR, NOR) is inserted, consisting of a control of an electrical multiphase step the command impulses emitted by the control unit motor, the rotor of which in partial steps by counting (CW, CCW) M number system counter (3), subsequent simultaneous activation of the same of the at each / i-th command pulse (CW, CCW) or different excitation states in several one pulse (PP, NP) is generated, one is moved on the windings of the stator, the partial counter connected pulse generator (12) for 40 steps between the Number of phases Generation of command pulse modulated signals and teeth per phase with certain step positions with constant period and different pulse ~

breiten und zur Erzeugung von Vorwärts- und Rückwärts-Impulsen (VPP, VNP) durch Verwendung der befehlsimpulsmodulierten Signale, ferner einer an den Zähler und an den Impulsliegen, und auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens. Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 34 45 741 bekannt.wide and for the generation of forward and backward pulses (VPP, VNP) by using the command pulse modulated signals, also one to the counter and to the pulse areas, and to a circuit arrangement for carrying out the method. Such a method is known from US Pat. No. 3,445,741.

Aus der Zeitschrift Maschinenmarkt, Würzburg, 70. Jg., (1964) Nr. 75, Seiten 96—98 und 119—122 ist ein Verfahren bekannt zur Steuerung eines ein mechanisches System antreibenden elektrischen Mehrphasenschrittmotors, dessen Läufer durch aufein-From the magazine Maschinenmarkt, Würzburg, vol. 70, (1964) No. 75, pages 96-98 and 119-122 a method is known for controlling an electric multiphase stepper motor driving a mechanical system, whose runner by

generator angeschlossenen Gatterschaltung (POR, NOR), die der Erregersteuerschaltung (4) die Impulse (PP, NP) sowie die Vorwärts- und Rück-generator connected gate circuit (POR, NOR), which the excitation control circuit (4) the pulses (PP, NP) as well as the forward and reverse

wärts-Impulse (VPP, VNP) zuführt (Fig. 1 50 anderfolgende Einschaltung der Erregerzustände, die A-(I). den durch die Anzahl der Phasen und die Anzahl derupward pulses (VPP, VNP) supplies (Fig. 1 50 subsequent activation of the excitation states, the A- (I). by the number of phases and the number of

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem mehrere gleichzeitig zu erregende Wicklungen des Schritt-Seite 13 bis 18, beschrieben.3. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1 with a plurality simultaneously to be excited windings of the crotch pages 13 to 18 described.

Will man sehr kleine Schrittgrößen ermöglichen, kann man beispielsweise durch herabsetzende Getriebe die Schrittzahl des Schrittmotors erhöhen undIf you want to enable very small step sizes, you can, for example, use reducing gears increase the number of steps of the stepper motor and

Zähne pro Phase bestimmten Schrittstellungen entsprechen, schrittweise bewegt wird. Ein Schrittmotor, der sich für dieses Verfahren eignet, ist in der Zeitmotors ansteuernden Schrittmotor-Ansteuerkreis, 55 schrift Steuerungstechnik, 1. Jahrgang (1968), Nr. 1, wobei die Ansteuerung abhängig von Befehlsimpulsen erfolgt, die von einem numerischen
Steuergerät zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das numerische Steuergerät (1)
und den Schrittmotor-Ansteuerkreis (PDA) eine 60 seine Schrittlänge verringern. Aufgrund des Spiels Schrittgebereinheit (18, 20, 21, 22) eingefügt ist, der Zahnräder im Getriebe ergeben sich jedoch Unbestehend aus einem die vom Steuergerät abge- genauigkeiten. und bei hoher Geschwindigkeit wird gebenen Befehlsimpulse (CIf, CCW) zählenden die Ansprechempfindlichkeit aufgrund der Verlang-Zähler (18), einem Impulsgenerator (22) zur Er- samurig und dieses Spiels der Zahnräder schlecht, zeugung von befehlsimpulsmodulierten Signalen 65 Weiterhin läßt sich die Schrittzahl durch Erhöhen der (Pl, P2, ... PlO) mit konstanter Periode und Phasenzahl des Schrittmotors vergrößern. Eine solche verschiedenen Impulsbreiten, einem an den Zähler Vergrößerung der Phasenzahl des Schrittmotors ist (18) angeschlossenen Dekodierer (20) zum Deko- edoch mit großen Schwierigkeiten verbunden, da die
Teeth correspond to certain step positions per phase, is moved step by step. A stepper motor that is suitable for this method is in the time motor controlling stepper motor drive circuit, 55 script control technology, 1st year (1968), no
Control device, characterized in that between the numerical control device (1)
and the stepper motor drive circuit (PDA) reduce its step length. Due to the play, the pacer unit (18, 20, 21, 22) is inserted, the gears in the transmission, however, result from one of the inaccuracies from the control unit. and at high speed, command pulses (CIf, CCW) are given counting the response sensitivity due to the demand counter (18), a pulse generator (22) for Er- samurig and this backlash of the gears poor, generation of command pulse modulated signals 65 Furthermore, the number of steps by increasing the (Pl, P 2, ... PlO) with constant period and number of phases of the stepper motor. Such a different pulse width, a decoder (20) connected to the counter to increase the number of phases of the stepping motor (18) for decoding is associated with great difficulties because the

Polzahl unter Beibehaltung der mechanischen Genauigkeit vergrößert werden muß. Außerdem ist hierdurch eine wesentliche Verteuerung bedingt, da mit wachsender Phasenzahl auch die Anzahl der Erregersteuerschaltungen zunimmtPole number must be increased while maintaining the mechanical accuracy. Also is this causes a substantial increase in cost, since the number of phases increases, so too does the number of Excitation control circuits increases

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, durch Steuerung des Stroms der benachbarten Erregerphasen des Schrittmotors eine höhere Schrittzahl zu erreichen. Ein solches Verfahren ist durch die US-PS 34 45 741 bekanntgeworden. Zwischenschritte gegenüber den durch die Phasenzahl und die Anzahl der Zähne vorgegebenen Schrittstellungen lassen sich dadurch erreichen, daß einmal während derselben Erregerphase benachbarte Statorwicklungen erregt werden, um einen resultierenden magnetischen Feldvektor zu erzeugen, und daß zum anderen die Erregung der Wicklungen verschieden stark gemacht werden kann. Durch die verschieden starken Erregungen lassen sich weitere Zwischenpositionen des magnetischen Feldvektors und damit des Schrittmotors erreichen. Durch Erregung der benachbarten Statorwicklungen bei gleich starker Erregung aller gleichzeitig erregten Wicklungen lassen sich weitere Zwischenpositionen einstellen. Die unterschiedlichen Erregerstrcme werden durch Einschalten unterschiedlicher Widerstände erzielt, die in Reihe zu den Erregerwicklungen geschaltet sind. Oder es werden gar zwei Wicklungen verwendet, die einzeln oder gemeinsam eingeschaltet sind. Die in beiden Fällen vorgesehenen Reihenwide; stände bringen jedoch beträchtliche Verlustleistungen mit sich, so daß der Wirkungsgrad des Schrittmotors verringert und die Temperatur aufgrund der Hitzeentwicklung erhöht wird. Außerdem läßt sich bei vertretbarem Aufwand nur eine relativ kleine Anzahl von Zwischenschritten zwischen den durch die Phasenzahl und die Anzahl der Zähne vorgegebenen Hauptschritten erreichen.A third possibility is to achieve a higher number of steps by controlling the current of the neighboring excitation phases of the stepping motor. Such a process has become known from US Pat. No. 3,445,741. Intermediate steps compared to the step positions given by the number of phases and the number of teeth can be achieved by exciting neighboring stator windings once during the same excitation phase in order to generate a resulting magnetic field vector, and by making the windings differently excited. Due to the different levels of excitation, further intermediate positions of the magnetic field vector and thus of the stepper motor can be reached. Further intermediate positions can be set by exciting the adjacent stator windings with equally strong excitation of all simultaneously excited windings. The different excitation currents are achieved by switching on different resistors that are connected in series with the excitation windings. Or even two windings are used, which are switched on individually or together. The row widths provided in both cases; However, stalls bring with them considerable power losses, so that the efficiency of the stepper motor is reduced and the temperature is increased due to the heat generation. In addition, only a relatively small number of intermediate steps between the main steps specified by the number of phases and the number of teeth can be achieved with a reasonable effort.

Aus der US-PS 33 34 547 und der GB-PS 11 83 830 ist es bekannt, einen Schrittmotor mit hoher Geschwindigkeit und verminderter Schwingung dadurch in eine neue Position zu bringen, daß mit Hilfe von Verzögerungsschaltungen beim Auftreten eines Befehlsimpulses ein aus einer Vorwärts-, einer Rückwäris- und nochmals einer Vorwärtsdreherregung bestehender Zyklus durchlaufen wird. Die Rückwärtsdreherregung dient jedoch lediglich einer Abbremsung des durch die Vorwärtsdreherregung in Drehrichtung beschleunigten Rotors, während die zweite Vorwärtsdreherregung ein Rückschwingen des der starken Bremsung der Rückwärtsdreherregung ausgesetzteil Rotors vermeiden soll. Die Rückwärtsdreherregung bewirkt keine echte Rückdrehung des Schrittmotors, sondern nur dessen Abbremsen, und somit lassen sich mit dieser bekannten Methode keine Zwischeupositionen des Schrittmotors einstellen, die zwischen den durch die Phasenzahl und die Anzahl der Zahne vorgegebenen Hauptschritten liegen.From US-PS 33 34 547 and GB-PS 11 83 830 it is known a stepping motor with high speed and reduced vibration by bringing it into a new position that with the help of Delay circuits when a command pulse occurs from a forward, a reverse and a forward rotation excitation cycle is run through again. The reverse rotation excitation however, it is only used to brake that which is accelerated in the direction of rotation by the forward rotation excitation Rotor, while the second forward rotation excitation a back swing of the strong braking the backward rotation excitation should avoid the exposed part of the rotor. The reverse rotation excitation causes no real reverse rotation of the stepper motor, but only its braking, and thus with this known method do not set intermediate positions of the stepper motor between the by the The number of phases and the number of teeth are given in the main steps.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, bei dem auf einfache Weise Zwischenschritte zwischen den durch Phasenzahl und Anzahl der Zähne gegebenen Hauptschritten eines Schrittmotors eingenommen werden können, wobei eine Verlustleistungserhöhung und damit eine Wirkungsgradverringerung \ermieden werden soll.The object of the invention is to make available a method of the type mentioned at the beginning the intermediate steps between the number of phases and the number of teeth given in a simple manner Main steps of a stepper motor can be taken, with an increase in power loss and thus a reduction in efficiency \ should be avoided.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Sieuerung eines elektrischen Mehrphasenschrittmotors der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß durch die Erregerzustände eine Folge von abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsschritten jeweils während des ganzen zwischen zwei Befehlsimpulsen liegenden Zeitintervalls erzeugt wird, wobei die Einschaltzeiten der die Vorwärts- und die Rückwärtsschritte bestimmenden Erregerzustände während eines Zeitintervalls in einem festen Verhältnis zueinander stehen, das nach jedem weiteren Fortschaltimpuls schrittweise durch Veränderung dessenThis task is carried out with a method of taxation an electric multiphase stepper motor of the type mentioned according to the invention solved by the fact that the excitation states result in a sequence of alternating forward and backward steps is generated during the entire time interval between two command pulses, where the switch-on times of the excitation states determining the forward and backward steps are in a fixed ratio to each other during a time interval, which occurs after each further incremental pulse step by step by changing that

ίο Zählers und Nenners jeweils um den gleichen Betrag mit umgekehrten Vorzeichen verändert wird.ίο numerator and denominator each by the same amount is changed with the opposite sign.

Es ist also mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die durch die Konstruktion des Schrittmotors vorgegebenen Hauptschritte in Zwischenschritte zu unterteilen und damit eine genauere Positionierung beispielsweise eines vom Schrittmotor angetriebenen Bearbeitungswerkzeuges zu erreichen. Dabei können die Zwischenschritte ohne Schwierigkeiten fast beliebig klein gemacht werden. Da keinerlei Vorschaltwiderstände erforderlich sind, um für verschiedene Phasen verschieden starke Erregungen zu erzielen, werden durch das erfindungsgemäße Verfahren keine zusätzlichen Leistungsverluste bewirkt, so daß ein hoher Wirkungsgrad beibehalten wird, was bei gleichem Drehmoment einen kleineren und damit billigeren Schrittmotor bedeutet.It is therefore possible with the method according to the invention that is achieved by the construction of the stepping motor to subdivide given main steps into intermediate steps and thus a more precise positioning For example, to achieve a machining tool driven by the stepping motor. The intermediate steps can be made as small as you want without difficulty. Since none Ballast resistors are required in order to differently strong excitations for different phases achieve, no additional power losses are caused by the method according to the invention, so that a high efficiency is maintained, which is a smaller and thus with the same torque cheaper stepper motor means.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer mehrere gleichzeitig zu erregende Wicklungen des Schrittmotors auswählenden Erregersteuerschaltung, wobei die Auswahl abhängig von Befehlsimpulsen erfolgt, die von einem numerischen Steuergerät zugeführt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das numerische Steuergerät und die Erregersteuerschaltung für die Wicklungen eine Schrittgebereinheit eingefügt ist, bestehend aus einem die vom Steuergerät abgebenden Befehlsimpulse zählenden «-Zahlensystemzähler, der bei jedem /i-ten Befehlsimpuls einen Impuls erzeugt, einem an den Zähler angeschlossenen Impulsgenerator zur Erzeugung von befehlsimpulsmodulierten Signalen mit konstanter Periode und verschiedenen Impulsbreiten und zur Erregung von Vorwärts- und Rückwärts-] mpulsen durch Verwendung der befehlsimpulsmodulierten Signale, ferner einer an den Zähler und an den Impulsgenerator angeschlossenen Gatterschaltung, die der Erregersteuerschaltung die Impulse sowie die Vorwärts- und Rückwärts-Impulse zuführt. Eine weitere Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen V-erfahrens mit einem mehrere gleichzeitig zu erregende Wicklungen des Schrittmotors ansteuernden Schrittmotor-Ansteuerkreis, wobei die Ansteuerung abhängig von Befehlsimpulsen erfolgt, die von einem numerischen Steuergerät zugeführt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das numerische Steuergerät und den Schrittmotor-Ansteuerkreis eine Schrittgebereinheit eingefügt ist, bestehend aus einem die vom Steuergerät abgegebenen Befehlsimpulse zählenden Zähler, einem Impulsgenerator zur Erzeugung von befehlsimpulsmodulierten Signalen mit konstanter Periode und verschiedenen Impulsbreiten, einem an den Zähler angeschlossenen Dekociierer zum Dekodieren des Zählinhaltes und einet an den Dekodierer und den Impulsgenerator angeschlossenen Gatterschaltung, die mehrcrc der gleichzeitig zu erregenden Wicklungen des Schrittmotors auswählt und die befehlsimpulsmodulierten Signale den ausgewählten Wicklungen abhängig vom Inhalt des Zählers zuführt.A circuit arrangement for carrying out the method according to the invention with a plurality of simultaneously to be excited windings of the stepping motor selecting exciter control circuit, wherein the selection is made depending on command pulses supplied by a numerical control unit, is characterized in that between the numerical control device and the excitation control circuit for A pacer unit is inserted into the windings, consisting of one emitted by the control unit Number system counter which counts command pulses and generates a pulse with every i-th command pulse, a pulse generator connected to the counter for generating command pulse modulated signals with constant period and different pulse widths and for exciting forward and backward] pulse by using the command pulse modulated signals, further one to the counter and gate circuit connected to the pulse generator, which sends the pulses to the excitation control circuit as well as supplying the forward and reverse pulses. Another circuit arrangement for implementation of the V method according to the invention with a plurality of windings to be excited at the same time Stepper motor controlling stepper motor control circuit, the control depending on command pulses takes place, which are fed from a numerical control unit, is characterized by that between the numerical control unit and the stepper motor control circuit a pacer unit is inserted, consisting of a counter that counts the command pulses issued by the control unit, a Pulse generator for generating command pulse modulated signals with constant and different periods Pulse widths, a decoder connected to the counter for decoding the content of the count and a gate circuit connected to the decoder and the pulse generator, the multiple crc the windings of the stepper motor to be excited at the same time and the command pulse modulated Signals the selected windings depending on the content of the counter.

5 65 6

Eine Weiterbildung der genannten Schaltungs- Vorgang des Rotors einer bekannten Schaltung zur anordnungen zur Durchführung des erfindungsge- Steuerung des Schrittmotors im wechselweisen Zweimäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß phasen/Dreiphasen-Erregersystem erläutert, der Impulsgenerator einen Oszillator enthält, der Fig. 5 eine Darstellung, die die Schrittarbeitsimpulse erzeugt, einen Zähler, der diese Impulse 5 weise des Rotors des erfindungsgemäßen Schritt-7ählt, sowie einen an den Zähler angeschlossenen motors erläutert,A further development of the mentioned switching process of the rotor of a known circuit for arrangements for implementing the inventive control of the stepper motor in alternating two dimensions The method is characterized in that phase / three-phase excitation system explains the pulse generator contains an oscillator, FIG. 5 is a representation showing the pacing pulses generates a counter that counts these pulses 5 as the rotor of the step-7 according to the invention, as well as a motor connected to the meter is explained,

Dekodiei'er, der befehlsimpulsmodulierte Signale mit Fig. 6 ein detailliertes Schaltbild der Erregerkonstanter Periode und verschiedenen Impulsbreiten schaltung bei Anwendung der Pulsmodulation gemäß erzeugt, und daß eine Rückstellung des Inhalts des Fig. IA,Decoder, the command pulse modulated signals with Fig. 6 a detailed circuit diagram of the exciter constants Period and different pulse widths circuit when using pulse modulation according to generated, and that a reset of the contents of Fig. IA,

Zählers jeweils bei Erzeugung eines Befehlsimpulses io F i g. 7 ein Impulsplan, der die Impulswellenform inCounter each time a command pulse io F i g is generated. 7 is a timing diagram showing the pulse waveform in

erfolgt. der Schaltung nach F i g. 6 erläutert,he follows. the circuit according to FIG. 6 explains

Zum leichteren Verständnis wird der Beschreibung Fig. 8A—8D Blockschemen, die einige Aus- ■For ease of understanding, the description will refer to FIGS. 8A-8D block diagrams showing some examples

der Ausführungsbeispiele eine prinzipielle Funktions- führungsarten nach dem im Fig. IA gezeigten \ the embodiments, a basic functional types of guides according to the example shown in Fig. IA \

beschreibung vorausgeschickt. System erläutern,description sent ahead. Explain the system,

Normalerweise sind die Schrittstellungen eines 15 Fig. 9A—9C Schaltbild einer weiteren Aus- 1Typically, the step positions of a 15 FIGS. 9A-9C schematic are another illustration

elektrischen Mehrphasenschrittmotors bestimmt durch führungsart der Erfindung, ;electric multiphase stepper motor determined by the embodiment of the invention;

die Anzahl der Phasen und die Anzahl der Zähne pro Fig. 10 ein Impulsplan, der die Wellenform inthe number of phases and the number of teeth per Fig. 10 is a timing diagram showing the waveform in

Phase. Durch das vorliegende Verfahren werden einigen Teilen des in Fig. 9B dargestellten Dia-Phase. By the present method, some parts of the diagram shown in Fig. 9B are

zwischen diesen konstruktiv vorgegebenen Schritt- gramms zeigt, ; >shows between these structurally specified step-gram; >

Stellungen weitere Zwischenschritte ermöglicht, um ao F i g. 11A und 11B Schemen, die zwei Ausführungs- i 'Positions allows further intermediate steps to ao F i g. 11A and 11B schematics, the two execution- i '

zum Beispiel eine von dem Schrittmotor angetriebene formen gemäß dem in Fig. 9A gezeigten System ' 'for example a form driven by the stepper motor according to the system shown in Fig. 9A ''

Werkzeugmaschine in noch kleineren Schritten steuern erläutern,Explain how to control machine tools in even smaller steps,

zu können, was beispielsweise bei der Oberflächen- Fig. 12 ein Blockschema, bei welchem die Steuerbearbeitung von Werkstücken vorteilhaft ist. impulse für den Schrittmotor unter Verwendung einerto be able to, which for example in the surface Fig. 12 is a block diagram in which the control processing of workpieces is advantageous. pulses for the stepper motor using a

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können as Speicherschaltung erzeugt werden, ■ 'As a memory circuit can be generated by the method according to the invention, ■ '

solche Zwischenschritte dadurch erreicht werden, Fig. 13 bis 15 Diagramme, die das erfindungs- 'such intermediate steps can be achieved by Fig. 13 to 15 diagrams showing the invention '

daß der Schrittmotor zwischen zwei stabilen, durch die gemäße System mit dem bekannten System vergleichen,that the stepper motor between two stable, by the proper system compare with the known system,

Anzahl der Phasen und die Anzahl der Zähne pro Fig. 16 ein Impulsplan, der die ImpulswellenformNumber of phases and number of teeth per Fig. 16 is a pulse map showing the pulse waveform

Phase vorgegebenen Schrittstellungen derart schnell der Schaltung nach Fig. 6 erläutert, wenn derPhase predetermined step positions so quickly the circuit of FIG. 6 explained when the

hin- und zurückgeschaltet wird, daß er infolge seiner 30 Dezimalzähler zurückgestellt worden ist,it is switched back and forth that it has been reset as a result of its 30 decimal counter,

Trägheit diesen Vorwärts-und Rückwärtsdrehungen Fig. 17 ein Diagramm, das die Drehmoment-Inertia of these forward and reverse rotations Fig. 17 is a diagram showing the torque

nicht mehr folgen kann. Der Rotor schwingt demzu- kennlinie darstellt,can no longer follow. The rotor oscillates as the characteristic curve represents

folge nicht zwischen den beiden stabilen Lagen, in Fig. 18A und 18B Diagramme, die die Rück-do not follow between the two stable positions, in Fig. 18A and 18B diagrams showing the reverse

die er durch die abwechselnden Vorwärts- und Rück- Stellbedingungen bei hoher Geschwindigkeit in demwhich he by the alternating forward and reverse setting conditions at high speed in the

wärtsschritte eigentlich zu gelangen sucht, sondern 35 erfindungsgemäßen System erläutern,actually seeks to get upward steps, but explains 35 system according to the invention,

er nimmt infolge dieser Trägheit eine Zwischenstellung Fig. IA stellt ein Blockschema einer nach demas a result of this inertia it takes an intermediate position. FIG. 1A shows a block diagram one after the other

zwischen diesen beiden stabilen Lagen ein. erfindungsgemäßen Prinzip numerisch gesteuertenbetween these two stable layers. numerically controlled principle according to the invention

Durch Befehlsimpulse kann nun das Verhältnis Maschine dar. Die Schaltung umfaßt einen bekannten >The relationship between the machine can now be represented by command pulses. The circuit comprises a known>

derjenigen Zeiten, in welchen der Motor in Vorwärts- Teil, nämlich ein numerisches Steuergerät 1, einethose times in which the engine is in the forward part, namely a numerical control unit 1, a

und dann wieder in Rückwärtsrichtung erregt wird, 40 Erregersteuerschaltung 4, ein Ansteuergerät 6 füreinenand is then again excited in the reverse direction, 40 exciter control circuit 4, a control device 6 for one

wahlweise variiert werden. Dadurch ist es möglich, Schrittmotor, einen elektro-hydraulischen Schritt- ccan be varied optionally. This makes it possible to use a stepper motor, an electro-hydraulic step- c

den quasi stabilen Zwischenschritt zu verändern, motor 7 und eine Werkzeugmaschine 11. Bei der (to change the quasi-stable intermediate step, motor 7 and a machine tool 11. At the (

in welchem sich der Rotor zwischen den konstruktiv bekannten Schaltung werden die vom numerischen jin which the rotor is between the structurally known circuit are those of the numerical j

vorgegebenen stabilen Schrittstellungen infolge seiner Steuergerät 1 gelieferten Befehlsimpulse CW bzw. νpredetermined stable step positions as a result of its control unit 1 supplied command pulses CW or ν

Trägheit einpendelt. Da das Verhältnis zwischen 45 CCW unmittelbar der Erregersteuerschaltung 4 zu-Indolence levels off. Since the ratio between 45 CCW is directly related to the excitation control circuit 4

Vorwärts- und Rückwärtserregungszeiten nicht be- geführt und es ist die Befehlseinheit des mechanischen : 1Forward and reverse excitation times are not listed and it is the command unit of the mechanical: 1

liebig, sondern nur in diskreten Schritten geändert Systems gleich dem Befehlsimpuls. Dies bedeutet, <lovingly, but only changed in discrete steps system equal to the command impulse. This means, <

werden kann (beispielsweise in 10 Stufen), bleibt dk daß z. B. bei Schritten der mechanischen Einrichtungcan be (for example in 10 steps), remains dk that z. B. in steps of the mechanical device

charakterisierende Eigenschaft des Motors erhalten, von jeweils 0,01 mm Befehlsimpulse ausgegebenCharacteristic property of the motor obtained, command pulses output from 0.01 mm each

ein Schrittmotor zu sein. 50 werden, von denen jeder 0,01 mm entspricht Die 1to be a stepper motor. 50, each of which corresponds to 0.01 mm The 1

Die sich rasch ändernden und den Motor in einem erfindungsgemäße Schaltung unterscheidet sich hiervon iThe rapidly changing and the motor in a circuit according to the invention differs from this i

quasi stabilen Zustand haltenden Vorwärts- und Rück- durch einen n-Zahlensystemzähler 3, einen Oszilla- I ίquasi stable state holding forward and backward by an n-number system counter 3, an oscillator I ί

wärtserregungen wiederholen sich in dem durch den tor 13, einen Impulsgenerator 12 und ODER-Gattem % 1Forward excitations are repeated in that by the gate 13, a pulse generator 12 and OR gate % 1

Befehlsimpuls vorgegebenen Verhältnis so lange, bis POR, NOR etc. <Command pulse given ratio until POR, NOR etc. <

ein neuer Eingangsimpuls auftritt. 55 Das numerische Steuergerät 1 gibt an das Servo- ia new input pulse occurs. 55 The numerical control unit 1 sends the servo i

Im folgenden werden die Erfindung und ihre Vor- system ei:.en »Vorwärts«-Befehlsimpuls CW und einen ; 1In the following, the invention and its pre-system are: .en "Forward" command pulse CW and a; 1

teile durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. »Rückwärtse-Befehlsimpuls CCW ab, Bei der er- ί 1 parts explained in more detail by exemplary embodiments. »Reverse command pulse CCW off, with the er ί 1

In der Zeichnung zeigen findungsgemäßen Vorrichtung entspricht die Befehls- 1In the drawing, the device according to the invention corresponds to the command 1

Fig. IA bis IB Blockschemen einer nach dem einheit des mechanischen Systems nicht einem Be- ίFig. IA to IB block diagrams according to the unity of the mechanical system, not one

erfindungsgemäßen Prinzip numerisch gesteuerten 60 fehlsimpuls Das heißt, wenn z. B. die Position der <Principle according to the invention numerically controlled 60 missing pulse That is, if z. B. the position of the <

Maschine, mechanischen Vorrichtung um jeweils 0,01 mm ver-Machine, mechanical device by 0.01 mm each

F i g. 2 eine Schnittansicht eines in der erfindungs- stellt wird, dann werden Befehlsimpulse gegeben, von sF i g. 2 is a sectional view of one in the invention, then command pulses are given, from s

gemäßen Schaltung verwendeten bekannten elektri- denen ein Impuls einem Mikron entspricht. Dabei I ]Known electrodes used according to the circuit, one pulse corresponds to one micron. Where I ]

sehen Schrittmotors, wird ein Dezimalzähler als n-Zahlensystemzähler 3 1see stepper motor, a decimal counter is used as an n-number system counter 3 1

Fig. 3 ein Beispiel einer bekannten Antriebs- 65 verwendet. Die Erregersteuerschaltung4 und der :Fig. 3 shows an example of a known drive 65 used. The excitation control circuit 4 and the:

schaltung für den in Fig. IA dargestellten elektri- Schrittmotor schreiten um einen Impuls voran, und scircuit for the electric stepper motor shown in Fig. IA advance by one pulse, and s

sehen Schrittmotor, die mechanische Vorrichtung verstellt sich um 0,01 mm <see stepper motor, the mechanical device moves by 0.01 mm <

F i g. 4 eine Darstellung, das den üblichen Schritt- bei je 10 Befehlsimpulsen. Der n-ZahlensystemzählerF i g. 4 shows the usual step with 10 command pulses. The n-number system counter

in F i g. IA stellt einen Dezimalzähler dar, der einen Vorwärts-Impuls PP aus je 10 Vorwärts-Befehlsimpulsen C W erzeugt und einen Rückwärts-lmpulsA'P aus je 10 Rückwärts-Befehlsimpulsen CCW. Eine Impulsserie PP wird über das ODER-Gatter (POR) an die Erregersteuerschaltung 4 gegeben, entsprechend einem Vorwärts-Befehlsimpuls CWl, und eine Impulsserie NP über das ODER-Gatter {NOR) an die Erregersteuerschaltung 4, entsprechend einem Rückwärts-Befehlsimpuls CCWl. Die Erregersteuerschaltung 4, das Ansteuergerät 6 für den Schrittmotor und der elektro-hydraulische Schrittmotor 7 sind in der bekannten Technik angeordnet, wobei die Erregersteuerschaltung 4 fünf Ausgangsklemmen Π bis T5 entsprechend der jeweiligen Erregerspule des 5-phasigen elektrischen Schrittmotors 8 hat. Die Erregersteuerschaltung 4 liefert zuerst die Erregersteuersignale ESA, ESB und ESC an die Ausgänge Π, Tl und Γ3 und gibt nachher Erregersteuersignale in der Reihenfolge nach Tabelle I für jeden Befehlsimpuls CW\, der einen direkten Eingang PT erreicht.in Fig. IA represents a decimal counter which generates a forward pulse PP from each 10 forward command pulses CW and a backward pulse A'P from each 10 backward command pulses CCW. A pulse series PP is given via the OR gate (POR) to the excitation control circuit 4, corresponding to a forward command pulse CWl, and a pulse series NP via the OR gate {NOR) to the excitation control circuit 4, corresponding to a reverse command pulse CCWl. The excitation control circuit 4, the control device 6 for the stepper motor and the electro-hydraulic stepper motor 7 are arranged in the known technology, the excitation control circuit 4 having five output terminals Π to T5 corresponding to the respective excitation coil of the 5-phase electric stepper motor 8. The excitation control circuit 4 first supplies the excitation control signals ESA, ESB and ESC to the outputs Π, Tl and Γ3 and then outputs excitation control signals in the order shown in Table I for each command pulse CW \ that reaches a direct input PT .

Tabelletable II. ESAESA ESBESB ESCESC ESDESD ESEESE Schrittstep impulspulse 11 1
.L
1
.L
11 00 00
00 00 11 11 00 00 11 00 11 11 11 00 22 00 00 11 11 00 33 00 00 11 11 11 44th 00 00 00 11 11 55 11 00 00 11 11 66th 11 00 00 00 11 77th 11 11 00 00 11 88th 11 11 00 00 00 99 11 11 11 00 00 1010

3535

Das heißt, Tabelle I ist eine Funktionstabelle für die Erregung, wenn der 5phasige Motor zum Beispiel durch die wechselweise Zweiphasen/Dreiphasen-Erregung erregt wird. Wie die Tabelle I zeigt, werden bei Eingabe des ersten Befehlsimpulses CWl in die Erregersteuerschaltung 4 nur die Erregersignale ESB und ESC ausgegeben, und dann wechseln jedesmal bei den folgenden Impulsen CWl die Steuersignale, wie in der obigen Funktionstabelle angegeben.That is, Table I is a function table for the excitation when the 5-phase motor is excited by the alternate two-phase / three-phase excitation, for example. As Table I shows, when the first command pulse CWl is input into the excitation control circuit 4, only the excitation signals ESB and ESC are output, and then each time the following pulses CWl change the control signals, as indicated in the function table above.

In Tabelle I entspricht »1« dem Zustand »erregt« und »0« dem Zustand »nicht erregt«, Andererseits ändern sich die Steuerbefehle in umgekehrter Reihenfolge der Tabelle I, wenn ein CCWl-Impuls in den Eingang NT gelangt. Wie oben beschrieben, werden die Erregersteuersignale ESAESE den Ansteuerkreisen des Ansteuergerätes 6 des Schrittmotors zugeführt, die für jede Erregerspule des Schrittmotors vorhanden sind, und wenn das Erregersteuersignal »1« lautet, wird durch dieses Signal die entsprechende Spule unter den Spulen WaWe des Schrittmotors erregt.In table I, "1" corresponds to the state "excited" and "0" corresponds to the state "not excited". On the other hand, the control commands change in the reverse order of table I when a CCWl pulse reaches the input NT. As described above, the excitation control signals ESA - ESE are fed to the control circuits of the control device 6 of the stepper motor, which are available for each excitation coil of the stepper motor, and if the excitation control signal is "1", the corresponding coil among the coils Wa - We of the stepper motor excited.

Bei dem soeben beschriebenen Beispiel handelt es sich um ein bekanntes Antriebssystem für einen Fünfphasen-Schrittmotor. Jedesmal, wenn von dem numerischen Steuergerät ein »Vorwärts«-Befehlsimpuls CW an die Erregersteuerschaltung 4 geliefert wird, ändert sich das Erregersigna! in der aus der obigen Funk^onstabelle ersichtlichen Weise.The example just described is a known drive system for a five-phase stepper motor. Every time a "forward" command pulse CW is supplied to the excitation control circuit 4 by the numerical control device, the excitation signal changes! in the manner evident from the above function table.

Tn F i ι». 2 ist der Aufbau eines bekannten Schrittmotors (Steuerungstechnik 1968, H. 1, S. 13 bis 18) dargestellt, der in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verwendet werden kann. Der Schrittmotor besteht aus Rotorelementen R, Ständerelementen S und Erregerspulen W für fünf Phasen. Sowohl der äußere Ring eines Rotorelementes als auch die Seitenfläche eines Ständerelementes sind mit 24 Zähnen versehen. Die Zähne der Rotorelemente sind in Achsrichtung gleichphasig angeordnet, die Zähne der Ständerelemente sind in jeder Phase jeweils um ein Fünftel der Zahnteilung in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Der durch die Erregung einer Ringwicklung W erzeugte magnetische Fluß durchfließt den in Fig. 2 mit MC bezeichneten Querschnitt. Die Ansteuerung der Erregerwicklungen wird durch das Ansteuergerät 6 vorgenommen, das wie in Fig. 3 gezeigt, aus Transistorschaltkreisen β 1—β 3 bestehen kann. Derartige Ansteuergeräte sind bereits bekannt.Tn F i ι ». 2 shows the structure of a known stepper motor (control technology 1968, H. 1, pp. 13 to 18) which can be used in the circuit arrangement according to the invention. The stepper motor consists of rotor elements R, stator elements S and excitation coils W for five phases. Both the outer ring of a rotor element and the side surface of a stator element are provided with 24 teeth. The teeth of the rotor elements are arranged in phase in the axial direction, the teeth of the stator elements are offset from one another in the circumferential direction by a fifth of the tooth pitch in each phase. The magnetic flux generated by the excitation of a ring winding W flows through the cross section designated MC in FIG. The excitation windings are controlled by the control device 6 which, as shown in FIG. 3, can consist of transistor circuits β 1-β 3. Such control devices are already known.

Bei der bisher beschriebenen bekannten Steuerschaltung für den Antrieb eines Fünfphasen-Schrittmotors bewegt sich der Rotor des Schrittmotors abhängig von »Vorwärts «-Befehlsimpulsen; C W gemäß der in F i g. 4 dargestellten Schrittfolge.In the previously described known control circuit for driving a five-phase stepping motor, the rotor of the stepping motor moves as a function of "forward" command pulses; C W according to the in F i g. 4 illustrated sequence of steps.

F i g. 4 stellt den Fall dar, bei welchem, die Anzahl der Zähne des Rotors und des Stators 24 pro Phase beträgt. Die Zahlen 1, 2. ... 24 stellen die Numerierung der Zähne dar. Beim Schrittimpuls 0 sind die Phasen A—C erregt, wie Tabelle I zeigt, und die Rotorzähne R24 befinden sich in der Mitte des Bereiches der Ständerzähne A24—C24. Beim nächsten Schritt bewegen sich infolge der Erregung der Phasen B und C die Rotorzähne J? 24 zur Mitte des Bereiches der Ständerzähne 524 und C24, und auf diesen Schritt folgen die nächsten Schritte in gleicher Weise, bis eine ganze Umdrehung in 240 Schritten erreicht ist. Diese Zahl (240) ist gleich dem Zweifachen des Produktes aus der Anzahl der Zähne und der Anzahl der Phasen. So dreht sich der Schrittmotor in »Vorwärts «-Richtung um 1,5° pro »Vorwärts «-Befehlsimpuls CW. F i g. 4 illustrates the case where the number of teeth of the rotor and the stator is 24 per phase. The numbers 1, 2. ... 24 represent the numbering of the teeth. With step pulse 0, phases A - C are excited, as Table I shows, and the rotor teeth R 24 are in the middle of the area of the stator teeth A 24 - C24. In the next step, as a result of the excitation of phases B and C, the rotor teeth J? 24 to the center of the area of the stator teeth 524 and C24, and this step is followed by the next steps in the same way until a full revolution in 240 steps is reached. This number (240) is equal to twice the product of the number of teeth and the number of phases. The stepper motor rotates in the "forward" direction by 1.5 ° per "forward" command pulse CW.

Die Drehung der Abtriebswelle des Schrittmotors 8 kann auf die Werkzeugmaschine übertragen werden. Bei dem in Fig. IA dargestellten Beispiel wird ein elektro-hydraulischer Schrittmotor 7 benutzt. Innerhalb dieses elektro-hydraulischen Schrittmotors 7 steuert in bekannter Weise der elektrische Schrittmotor 8 das Vierweg-Steuerventil 9, und über dieses wird der Hydraulikmotor 10 gedreht. Der elektrohydraulische Schrittmotoi 7 arbeitet über Untersetzungsgetriebe RGl und RGl auf eine Treibspindel FS der Werkzeugmaschinell. Fig. IB entspricht Fig. IA mit der Abweichung, daß hier anstelle eines elektro-hydraulischen Schrittmotors nur ein elektrischer Schrittmotor, also ohne hydraulischen Teil, eingesetzt ist. In Fig. IB sind das numerische Steuergerät 1 und die stabilisierte Errei;erschaltung 2 nicht dargestellt.The rotation of the output shaft of the stepping motor 8 can be transmitted to the machine tool. In the example shown in FIG. 1A, an electro-hydraulic stepping motor 7 is used. Within this electro-hydraulic stepping motor 7, the electric stepping motor 8 controls the four-way control valve 9 in a known manner, and the hydraulic motor 10 is rotated via this. The electrohydraulic stepping motor 7 works by means of reduction gears RGl and RGl on a drive spindle FS of the machine tool. FIG. 1B corresponds to FIG. 1A with the difference that here, instead of an electro-hydraulic stepping motor, only an electric stepping motor, that is to say without a hydraulic part, is used. In FIG. 1B, the numerical control device 1 and the stabilized attainment circuit 2 are not shown.

Es wird nun nach dieser Beschreibung des Standes der Technik die vorliegende Erfindung erläutert. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Impulsgenerator 12 parallel mit Befehlsimpulsen beliefert. Ein »Vorwärts«-Signal VPP und ein »Rückwärts«-Signal VNP werden im Impulsgenerator 12 erzeugt und mit einer vorgegebenen Periode und Phasendifferenz der Erregersteuerschaltung 4 über die ODER-Gatter (POJ"? und NOR) zugeführt. Bei dem Beispiel gemäß F i g. 1A ist die Schwingungsperiode des Oszillators 13 kleinerHaving thus described the prior art, the present invention will now be explained. In the present invention, the pulse generator 12 is supplied with command pulses in parallel. A “forward” signal VPP and a “reverse” signal VNP are generated in the pulse generator 12 and supplied to the excitation control circuit 4 via the OR gates (POJ ”? And NOR) with a predetermined period and phase difference 1A, the oscillation period of the oscillator 13 is smaller

-me ei 1 /1 on-me ei 1/1 on

als die Periode der Befehlsimpulse CW bzw. CCW. Die Anzahl der Schritte der Erregersteuerschaltung 4 wird bestimmt durch den Schritteinsteller 14. Wenn ein Schritt durch den Schritteinsteller 14 vorgegeben ist, erzeugt der Impulsgenerator 12 einen »Vorwärts«- Impuls VPP und nach einer vorgegebenen Zeit rl einen »Rückwärts«-Impuls VNP und nach einer weiteren vorgegebenen Zeit ti wieder einen »Vorwärtsc-Impuls VPP. Wie nachfolgend erläutert werden wird, werden die Zeiten t\ und ti abhängig vom Zählerstand des «-Zahlensystemzählers 3 bestimmt. Mit /1 ist der Zeitabschnitt von der Erzeugung des Vorwärtsimpulses VPP bis zur Erzeugung des Rückwärtsimpulses VNP und mit ti der Zeitabschnitt vom Rückwärts-Impuls bis zum Vorwärts-Impuls bezeichnet. Ist bei der in Fig. IA dargestellten Schaltung der /^Zahlensystemzähler 3 ein Dezimalzähler, dann weist das Verhältnis zwischen t\ und ti zehn verschiedene Werte auf, und der w-Zahlensystemzähler 3, d. h. der Dezimalzähler, erzeugt jeweils einen Vorwärtsimpuls PP oder einen Rückwärtsimpuls NP, wenn der n-Zahlensystemzähler 3 zehn Befehlsimpulse CW bzw. CCW erhalten hat. Nehmen wir an, daß dem Schrittmotor-Ansteuergerät 6 die Erregersteuersignale ESAESC zugeführt werden, und der Inhalt des /z-Zahlensystemzählers 3 den Wert 9 aufweist. Wenn von dem numerischen Steuergerät 1 der Befehlsimpuls CWgeliefert wird, wird der Inhalt des n-Zahlensystemzählers 3 Null. Gleichzeitig erzeugt der n-Zahlensystemzähler einen Überlaufimpuls, nämlich einen Vorwärts-Impuls PP, der über das ODER-Gatter (POR) der Erregersteuerschaltung 4 zugeführt wird. Diese unterbricht als Folge hiervon die Erregung der Phase A und gibt nur noch Erregersteuersignale ESB und ESC an das Schrittmotor-Ansteuergerät 6 weiter. Wenn nun der Inhalt des w-Zahlensystemzählers 3 Null ist, wird weder ein Vorwärts-Impuls VPP noch ein Rückwärts-Impuls VNP erzeugt. Die Erregung der Phasen B und C des Schrittmotors hält deshalb so lange an, bis der nächste Befehlsimpuls CW eintrifft. Wenn bei diesem Zustand der zweite Befehlsimpuls erzeugt wird, wird der Inahlt des n-Zahlensystemzählers 3 zu 1. Die Folge hiervon ist. daß der Impulsgenerator 12 abwechselnd Vorwärts-Impulse FPP und Rückwärts-Impulse VNP im Verhältnis /l/i2 = 1/9 erzeugt. Die Erregersteuerschaltung 4 erzeugt dann abwechselnd einerseits Erregersteuersignale ESBESD und andererseits Erregersteuersignale ESB, ESC. Die Dreiphasenerregung, d. h. die Erregung der Phasen B, C und D und die Zweiphasenerregung, d. h. die Erregung der Phasen C, D wird im Zeitverhältnis 1:9 so lange wiederholt, bis der dritte Befehlsimpuls CW erzeugt wird. Theoretisch schwingt der Rotor des Schrittmotors zwischen einer durch die Dreiphasenerregung der Phasen B, C und D bestimmten stabilen Position und einer durch die Zweiphasenerreguns C, D bestimmten stabilen Position. Tatsächlich ist die Periode der Vorwärts-Impulse VPP, die eine Vorwärtsdrehung bewirken, und der Rückwärts-Impulse VNP, die eine Rückwärtsdrehung bewirken, so klein, daß der Schrittmotor infolge seiner Trägheit nicht folgen kann. Der Rotor schwingt also nicht zwischen den stabilen Lagen der Dreiphasenerregung B, C, D und der Zweiphasenerregung C, D. Er schwingt lediglich in einem kleinen Bereich der einem Zehntel des Abstandes zwischen den beiden stabilen Lagen entspricht.
Jedesmal, wenn danach ein Befehlsimpuls C Wdurch das numerische Steuergerät 1 abgegeben wird, nimmt der Inhalt des «-Zahlensystemzählers 3 zu und damit auch das Verhältnis der Zeiten /1 und ti. Der Rotor schreitet von der stabilen Lage der Dreiphasenerregung B, C, D zur stabilen Lage der Zweiphasenerregung C, D um Schritte weiter, die jeweils einem Zehntel des Abstandes zwischen den beiden stabilen Lagen entsprechen. Die Schritte des Schrittmotors entsprechen somit einem Zehntel der Schritte mit der bekannten
as the period of the command pulses CW and CCW, respectively. The number of steps of the exciter control circuit 4 is determined by the step setter 14. If a step is specified by the step setter 14, the pulse generator 12 generates a "forward" pulse VPP and after a predetermined time rl a "backward" pulse VNP and after a further predetermined time ti again a »forward sc-pulse VPP. As will be explained below, the times t \ and ti determined depending on the count of "-Zahlensystemzählers third / 1 denotes the period from the generation of the forward pulse VPP to the generation of the reverse pulse VNP and ti denotes the period from the reverse pulse to the forward pulse. If in the circuit shown in Fig. 1A the / ^ number system counter 3 is a decimal counter, then the ratio between t \ and ti has ten different values, and the w number system counter 3, ie the decimal counter, generates a forward pulse PP or a backward pulse NP if the n-number system counter 3 has received ten command pulses CW or CCW . Let us assume that the excitation control signals ESA - ESC are fed to the stepping motor control device 6 and that the content of the / z number system counter 3 has the value 9. When the command pulse CW is supplied from the numerical control device 1, the content of the n-number system counter 3 becomes zero. At the same time, the n- number system counter generates an overflow pulse, namely a forward pulse PP, which is fed to the excitation control circuit 4 via the OR gate (POR). As a result, this interrupts the excitation of phase A and only forwards excitation control signals ESB and ESC to stepper motor control device 6. If the content of the w-number system counter 3 is zero, neither a forward pulse VPP nor a backward pulse VNP is generated. The excitation of phases B and C of the stepper motor therefore continues until the next command pulse CW arrives. If the second command pulse is generated in this state, the content of the n-number system counter 3 becomes 1. The result is. that the pulse generator 12 alternately generates forward pulses FPP and reverse pulses VNP in the ratio / l / i2 = 1/9. The excitation control circuit 4 then alternately generates excitation control signals ESB - ESD on the one hand and excitation control signals ESB, ESC on the other. The three-phase excitation, ie the excitation of phases B, C and D and the two-phase excitation, ie the excitation of phases C, D is repeated in a time ratio of 1: 9 until the third command pulse CW is generated. Theoretically, the rotor of the stepping motor oscillates between a stable position determined by the three-phase excitation of phases B, C and D and a stable position determined by the two-phase excitation C, D. In fact, the period of the forward pulses VPP, which cause forward rotation, and the reverse pulses VNP, which cause reverse rotation, are so small that the stepping motor cannot follow due to its inertia. The rotor does not vibrate between the stable positions of the three-phase excitation B, C, D and the two-phase excitation C, D. It only vibrates in a small area that corresponds to a tenth of the distance between the two stable positions.
Every time a command pulse C W is subsequently issued by the numerical control device 1, the content of the number system counter 3 increases and with it the ratio of the times / 1 and ti. The rotor advances from the stable position of the three-phase excitation B, C, D to the stable position of the two-phase excitation C, D by steps which each correspond to a tenth of the distance between the two stable positions. The steps of the stepper motor thus correspond to a tenth of the steps with the known one

ίο Ansteuerung des Schrittmotors.ίο Control of the stepper motor.

Das Verhalten des Rotors bei Einspeisung der Impulse VPP und VNP in die Erregersteuerschaltung4 ist in Fig. 5 dargestellt. Wie F i g. 5 zeigt, können beim vorliegenden Beispiel der wechselweisen Drei- und Zweiphasenerregung zehn (allgemein n) stabile Positionen während des Schrittimpulses O, bei welchem die Phasen AC erregt sind, erhalten werden, das heißt, jede beliebige Anzahl von Schritten mehr ah die Schrittzahl, die mit einem konventionellen Schrittmotor erreicht werden kann. Dieser Punkt wird nun im einzelnem unter Hinweis auf die Fig. 5, 6 und 7 beschrieben.The behavior of the rotor when the pulses VPP and VNP are fed into the excitation control circuit 4 is shown in FIG. Like F i g. 5 shows, in the present example of alternate three- and two-phase excitation, ten (generally n) stable positions can be obtained during the step pulse O in which the phases A - C are excited, that is, any number of steps more than the number of steps that can be achieved with a conventional stepper motor. This point will now be described in detail with reference to Figs.

Nach F i g. 6 erzeugt der Oszillator 13 eine Impulsfolge mit vorbestimmter Frequenz, und ein Binärzähler 15 zählt diese Impulse kontinuierlich. Der Inhalt des Binärzählers 15 wird von einem Dekodierer 16 in Impulsfolgen Cl-Cn umgesetzt. Diese Impulsfolgen Cl-Cn haben alle die gleiche Periode, aber die Impulslänge nimmt in gleichmäßiger FolgeAccording to FIG. 6, the oscillator 13 generates a pulse train with a predetermined frequency, and a binary counter 15 counts these pulses continuously. The content of the binary counter 15 is converted by a decoder 16 into pulse trains Cl- Cn . These pulse trains Cl-Cn all have the same period, but the pulse length increases in a regular sequence

zu. 1st η gleich 10, dann weisen die Impulse Cl-ClO die in F i g. 16 dargestellte Form auf. Der Oszillator 13 erzeugt Impulse To einer vorgegebenen Periode, und ein Binärzähler 15, der aus vier Flip-Flops aufgebaut ist und einen Dezimalzähler bildet, zählt die Impulse To.to. If η equals 10, then the impulses Cl-ClO have those in FIG. 16 shown shape. The oscillator 13 generates pulses To of a predetermined period, and a binary counter 15, which is made up of four flip-flops and forms a decimal counter, counts the pulses To.

Nehmen wir an, daß die logischen Ausgänge auf der Setzseite des jeweiligen Flip-Flops des Dezimalzählers 15 die Werte 2°, 2\ V-, 23 bedeuten, dann entsprechen die Wellenformen dieser logischen Ausgänge der Darstellung gemäß Fig. 16. Die logischen Signale 2°, 21, 2%, 28 werden dem Dekodierer 16 zugeführt, und dieser erzeugt zehn Impulse Cl-ClO. Jeder der Impulse Cl-ClO hat eine Periode, die dem Zehnfachen der Periode der Impulse To entspricht, die von dem Oszillator 13 erzeugt werden. Die Impulsbreite ist abhängig vom Inhalt des Dezimalzählers 15 moduliert. Die Impulse Cl-ClO können durch Verwendung der logischen Signale 2°, 21, 22, 23 mit einer Logikschaltung gewonnen werden, die die folgenden Gleichungen erfüllt.Let us assume that the logic outputs on the set side of the respective flip-flop of the decimal counter 15 mean the values 2 °, 2 \ V-, 2 3 , then the waveforms of these logic outputs correspond to the representation according to FIG. 16. The logic signals 2 °, 2 1 , 2 % , 2 8 are fed to the decoder 16, and this generates ten pulses Cl-ClO. Each of the pulses Cl-ClO has a period ten times the period of the pulses To generated by the oscillator 13. The pulse width is modulated depending on the content of the decimal counter 15. The pulses Cl-ClO can be obtained by using the logic signals 2 °, 2 1 , 2 2 , 2 3 with a logic circuit which satisfies the following equations.

Cl = 2°-21-22-'5s_ C2 = Cl +· 21 · 22 Cl = 2 ° -2 1 -2 2 -'5 s _ C2 = Cl + 1 ° 2 1 2 2

C3 = C2 + 2°C3 = C2 + 2 °

C6 = C5 + T0 Cl = C6 + 2° C8 = C7 + 2° C9 = CS + 21 ·C6 = C5 + T 0 Cl = C6 + 2 ° C8 = C7 + 2 ° C9 = CS + 2 1

2l
21
21
21
21
23
23
2 l
2 1
2 1
2 1
2 1
2 3
2 3

■2»
•2a
■ 2 »
• 2 a

•2*
■2*
•2a
• 2 *
■ 2 *
• 2 a

Andererseits zählt der n-Zahlensystemzähler 3 die Befehlsimpulse CW bzw. CCW und erzeugt für je η Befehlsimpulse Ausgangsimpuke PP bzw. AfP. Der Zählinhalt wird durch einen in der Figur nicht dargestellten Dekodierer umgesetzt, und es wird an einer der Ausgangsleitungen 1—η eine logische »1« erzeugt, die dem Zählinhalt entspricht. Diese logische »1«On the other hand, the n-number system counter 3 counts the command pulses CW or CCW and generates output pulses PP or AfP for each η command pulses. The content of the count is converted by a decoder, not shown in the figure, and a logic “1” is generated on one of the output lines 1-η , which corresponds to the content of the count. This logical "1"

wird so lange gehalten, bis dem /i-Zahlensystcmzähler3 der nächste Befehlsimpulsen' bzw. CCW zugeführt wird. Die logischen Signale der Ausgänge 1—η des Dekodierers werden den Eingängen der UND-Gattergruppe AND3 zugeführt, und die vorerwähnten Impulsfolgen Cl—Cn werdLMi den anderen Eingängen der besagten /l/VZ)3-Gruppe zugeführt, während die Ausgangssignale der /1A'£>3-Gruppc in die ODER-Schaltung OR3 gelangen. Das Ergebnis ist, daß jedes der Ausgangssignale Cl—Cn des Dekodierers 16 selektiv im Ausgang der ODER-Schaltung OR3 erscheint, sntsprechend dem Inhalt des /i-Zahlensystemzählers 3. Der Ausgang der ODER-Schaltung OR3 ist mit einer Differenzierschaltung 17 verbunden, die aus Flip-Flops FF3 und FF 4 sowie aus einem NAND-Gatter NANDl und einem UND-Gatter ANDl und ANDl aufgebaut ist. Durch Differenzierung des ansteigenden Anteils des Ausgangssignals der ODER-Schaltung OR3 bildet die Differenzierschaltung 17 dann das »Vorwärts«-Signal VPP, sowie durch Differenzierung des abfallenden Anteils des Ausgangssignals der ODER-Schaltung OR3das »Rückwärts«-Signal VNP. Diese Signale FPP und VNP werden den ODER-Gattern POR bzw. NOR zugeführt, die sich in den Ausgangsleitungen des «-Zahlensystemzählers 3 befinden. Durch die Wahl irgendeines Ausgangssignals Cl—Cn des Dekodierers 16 wird es möglich, das Zeitverhältnis Il zu r 2 zu ändern. Hierbei bedeuten ti die Periode von der Entstehung des »Vorwärts«-Signals bis zur Entstehung des »Rück- \värts«-Signals und ti die Periode von der Entstehung des »Rückwärtso-Signals bis zur Entstehung des »Vorwärts«-Signals. Der Schrittimpuls »1« in F ig. 5 entspricht dem Fall, bei dem die Zeit /1 gleich »9« und die Zeit ti gleich »1« ist, der Schriuimpuls »2« entspricht dem Fall, bei dem die Zeit/1 gleich »8« und die Zeit ti gleich »2« ist. Die restlichen Fälle werden in gleicher Weise gebildet. Bei Erregung mit dem »Vorwärts« oder »Rückwärtse-lmpuls neigt der Rotor Rl des Schrittmotors dazu, zwischen der stabilen Lage, die durch die Erregung der Phasen A, B und C bestimmt ist und der stabilen Lage, die durch die Erregung der Phasen B und C bestimmt ist, zu schwingen. Er kann, wie bereits erwähnt, den Vorwärts- und Rückwärts-Impulsen VPP bzw. VNP jedoch nicht folgen und nimmt eine Position ein, die um ein Zehntel eines Schrittes auf dem Weg von der stabilen Lage der Dreiphasenerregung (/i, B, C) zur Zweiphasenerregung (B, C) liegt. Es darf in diesem Zusammenhang auf F i g. 5 hingewiesen werden. Der soeben beschriebene Fall entspricht dem Schrittimpuls 1 der linken Spalte. Um die eingenommene Lage schwingt der Rotor des Schrittmotors um einen sehr kleinen Betrag. Bei den folgenden Schrittimpulsen 2—9 (siehe linke Spalte der F i g. 5) nimmt der Rotor Rl jeweils Positionen ein, die um zwei Zehntel bis neur. Zehntel eines ganzen Schrittes weiter in Richtung der stabilen Lage der Zweiphasenerregung liegen und schwingt geringfügig um die jeweils eingenommene Position. Die Anzahl der Schritte, um die der Erreger- i>o steuerkreis 4 weiterschreitet, wird durch eine Wählscheibe SW des Schrittcinstellers 14 eingestellt. Ein Takt wird durch eine Impulsserie, wie in (1) der F ig. 7 gezeigt, gebildet und mittels eines Binärzähiers aus den Flip-Flops FFi und FFl (F i g. 6) gezählt. Wenn ein Schritt vorgegeben wird, wird das Galter ANDA über die Gatter AND6 und OR4 geöffnet, und die Differenzierschaltung 17 einschließlich der Hip-Flops FF3 und FF4 sprechen an, sooft der Taktgeber einen Impuls abgibt. Wenn zwei Schritte vorgegeben werden, wirH das Gatter AND4 über die Gatter AND! und OR4 geöffnet, und die Differenzierschaltung 17 spricht bei jedem zweiten Taktimpuls an. Als Ergebnis hiervon werden die Impulsbreiten der Vorwärts-lmpulse VPP und der Rückwärts-]mpulse KA'P, die durch die Differenzierschaltung 17 erzeugt werden, gleich dem Zweifachen der Periode der Taktimpulse. Die Erregersteuerschaltung 4 enthält einen Ringzähler. Dieser ist aus Flip-Flop-Schaltungen aufgebaut, die mit den Taktimpulsen synchronisiert sind und gesetzt und rückgestellt werden. Wenn deshalb der Erregersteuerschaltung 4 über die ODER-Gatter (POR, NOR) Impulse VPP und VNP einer Impulsbreite, die dem Zweifachen der Periode der Taktimpulse entspricht, zugeführt werden, erhöht sich der Inhalt des Ringzählers um zwei Schritte. Sind somit, wenn ein Rückwärts-]mpuls VNP erzeugt wird, die Phasen B, C und D erregt, und die Erregung wechselt durch den Rückwärts-Impuls auf die Phasen A, B und C und dann durch den nächsten Vorwärtsimpuls VPP wieder auf die Phasen B, C und £>. dann führt die Erregersteuerschaltung 4 jeweils bei Auftreten eines Vonvärts-Impulses VPP bzw. eines Rückwärts-lmpulses KiVP eine Operation um zwei Schritte vorwärts bzw. um zwei Schritte rückwärts aus, und die Schwingamplitude des Rotors nimmt gegenüber dem vorhergehenden Fall zu. In diesem Fall wird das Verhältnis der Zeiten ti und ti nicht geändert. Nachdem drei Schritte ausgeiührt sind, wird der gleiche Arbeitsgang ausgeführt. Wie in F i g. 6 dargestellt, sind die ODER-Schaltung ORS und die NAND-Schaltung NANDl für die Impulse PP und NP vorgesehen, und die Signale VPP und VNP werden nicht gleichzeitig erzeugt.is held until the next command pulse or CCW is supplied to the / i-number system counter3. The logic signals of the outputs 1 - η of the decoder are fed to the inputs of the AND gate group AND3 , and the aforementioned pulse trains Cl - Cn are fed to the other inputs of the said / l / VZ) 3 group, while the output signals of the / 1A '£> 3-Gruppc get into the OR circuit OR3 . The result is that each of the output signals Cl- Cn of the decoder 16 appears selectively in the output of the OR circuit OR3 , corresponding to the content of the / i number system counter 3. The output of the OR circuit OR3 is connected to a differentiating circuit 17 which consists of Flip-flops FF3 and FF 4 as well as a NAND gate NANDl and an AND gate ANDl and ANDl is constructed. By differentiating the increasing portion of the output signal of the OR circuit OR3 , the differentiating circuit 17 then forms the "forward" signal VPP, and by differentiating the decreasing portion of the output signal of the OR circuit OR3, the "reverse" signal VNP. These signals FPP and VNP are fed to the OR gates POR and NOR , which are located in the output lines of the number system counter 3. By choosing any output signal Cl- Cn of the decoder 16, it becomes possible to change the time ratio Il to r 2. Here ti means the period from the creation of the "forward" signal to the creation of the "backward" signal and ti the period from the creation of the "backward" signal to the creation of the "forward" signal. The step impulse »1« in Fig. 5 corresponds to the case in which the time / 1 is equal to "9" and the time ti is equal to "1", the step pulse "2" corresponds to the case in which the time / 1 is equal to "8" and the time ti is equal to " 2 «is. The remaining cases are formed in the same way. When excited with the "forward" or "reverse pulse, the rotor Rl of the stepping motor tends to switch between the stable position, which is determined by the excitation of phases A, B and C, and the stable position, which is determined by the excitation of phases B. and C is destined to oscillate. As already mentioned, it cannot follow the forward and reverse impulses VPP or VNP and takes a position that is a tenth of a step on the way from the stable position of the three-phase excitation (/ i, B, C) for two-phase excitation (B, C) . In this context, reference may be made to FIG. 5 should be pointed out. The case just described corresponds to step pulse 1 in the left column. The rotor of the stepper motor swings around the assumed position by a very small amount. With the following step impulses 2-9 (see left column of FIG. 5) the rotor Rl assumes positions that are by two tenths to one hundredth. Tenth of a whole step further in the direction of the stable position of the two-phase excitation and oscillates slightly around the position taken. The number of steps by which the excitation control circuit 4 advances is set by a dial SW of the step adjuster 14. A cycle is generated by a series of pulses, as in (1) in Fig. 7, formed and counted by means of a binary counter from the flip-flops FFi and FFl (FIG. 6). If a step is specified, the gate ANDA is opened via the gates AND6 and OR4 , and the differentiating circuit 17 including the hip-flops FF3 and FF4 respond as often as the clock emits a pulse. If two steps are given, we use the AND4 gate via the AND! and OR4 open, and the differentiating circuit 17 responds to every other clock pulse. As a result, the pulse widths of the forward pulses VPP and the reverse] mp pulses KA'P generated by the differentiating circuit 17 become twice the period of the clock pulses. The excitation control circuit 4 contains a ring counter. This is made up of flip-flop circuits that are synchronized with the clock pulses and are set and reset. Therefore, when the excitation control circuit 4 is supplied via the OR gates (POR, NOR) with pulses VPP and VNP of a pulse width which corresponds to twice the period of the clock pulses, the content of the ring counter increases by two steps. Thus, when a reverse pulse VNP is generated, phases B, C and D are excited and the excitation changes to phases A, B and C by the reverse pulse and then back to phases by the next forward pulse VPP B, C and £>. Then the excitation control circuit 4 executes an operation by two steps forward or two steps backward respectively when a forward pulse VPP or a backward pulse KiVP occurs, and the oscillation amplitude of the rotor increases compared to the previous case. In this case the ratio of the times ti and ti is not changed. After three steps are carried out, the same operation is carried out. As in Fig. 6, the OR circuit ORS and the NAND circuit NAND1 are provided for the pulses PP and NP , and the signals VPP and VNP are not generated at the same time.

Die vorstehende Erklärung ist für den rotierenden elektrischen Schrittmotor gedacht. Die gleiche Erklärung kann jedoch auch auf einen linearen elektrischen Schrittmotor angewandt werden.The above explanation is for the rotary electric stepping motor. Same explanation however, it can also be applied to a linear electric stepping motor.

F i g. 8 A zeigt eine Schaltung, bei der eine Erregersteuerschaltung 4 mit einer Dreiphasen/Zweiphasen-Erreg".ng und ein Dezimalzähler als Zähler 3 verwendet werden und ein Fünfphasen-Schrittmotor mit 100 Schritten betrieben wird. Die Funktionswerte für den Fall nach Fig. SA zeigt Tabelle II. In dieser Tabelle bedeuten »10« volle Erregung. »0« keine Erregung und »9«, »8«, ... »1« Erregungszustände, bei denen eine abwechselnde Zweiphasen/Dreiphasen-Erregung vorliegt, wobei das Zeitverhältnis der jeweiligen Einschaltdauer vom Tastverhältnis der Impulse 10, 09, ...01 abhängig ist, die in F ig. SB dargestellt sind.F i g. 8A shows a circuit in which an excitation control circuit 4 with a three-phase / two-phase excitation ".ng and a decimal counter used as counter 3 and a five-phase stepper motor is operated with 100 steps. The function values for the case according to FIG. 5A, Table II shows. In this Table means "10" full arousal. "0" no excitation and "9", "8", ... "1" states of excitement, at which an alternating two-phase / three-phase excitation is present, the time ratio of the respective The duty cycle depends on the pulse duty factor of the pulses 10, 09, ... 01, which is shown in Fig. SB are shown.

Fig. 8 C zeigt eine Schaltung, bei der durch Anwendung einer wcchselwcisen Einphasen/Zweiphasen· Erregung mit einem Dezimalzähler ein dreiphasigei Schrittmotor mit 60 Schritten betrieben wild.Fig. 8C shows a circuit in which by application an alternating single-phase / two-phase excitation with a decimal counter a three-phase i Stepper motor operated wildly at 60 steps.

Die Erregung ändert sich gemäß der Funktions tabelle III.The excitation changes according to the function table III.

Fig.8D zeigt eine Schaltung mit einem fünf phasigen Schrittmotor, der durch Anwendung eine wechselweisen Zweiphasen/Dreiphasen-Erregung um eines Binärzählcrs mit 100 Schritten arbeitet. Al Funkiionstabelle dient in diesem Fall die Tabelle IV In dieser Tabelle bedeuten »20« volle Erregung, »0 keine Erregung und »1«, »2«, .. . die Erregung bein Schritt 1/20, 2/20, ... etc. Bei dem in tabelle P dargestellten Funktionsablauf wird deshalb von eineFig.8D shows a circuit with a five phase stepper motor that converts two-phase / three-phase excitation by alternating a binary counter with 100 steps. Table IV serves as the function table in this case In this table, "20" means full excitation, "0" no excitation and "1", "2", ... the excitement bein Step 1/20, 2/20, ... etc. In the functional sequence shown in table P, a

1313th

1414th

Zweiphasen/Zweiphasen-Erregung gesprochen, weil aber nicht gleichzeitig, sondern abwechselnd im Zeit-Two-phase / two-phase excitation spoken, because not simultaneously, but alternately in time

immer nur zwei Phasen erregt sind. Betrachtet man den verhältnis von 19:1 erregt. Es liegt also immer nuronly two phases are ever excited. Looking at the 19: 1 ratio aroused. So it always just lies

Fall für den Schrittimpuls 1, dann ist hier zwar die entweder eine Erregung der beiden Phasen A und B In the case of step pulse 1, then either one of the two phases A and B is excited

Phase B dauernd erregt, die Phasen A und C werden oder der beiden Phasen B und C vor.Phase B is continuously excited, phases A and C or the two phases B and C before.

Tabelle IITable II

Schrittimpuls Step pulse

ESAESA

ESBESB

ESCESC

ESDESD

ESEESE

SchrittimpulsStep pulse

ESAESA

ESBESB

ESC ESDESC ESD

ESEESE

00 1010 1010 1010 00 00 4141 00 00 99 1010 1010 11 99 1010 1010 00 00 4242 00 00 88th 1010 1010 22 88th 1010 1010 00 00 4343 00 00 77th 1010 1010 33 77th 1010 1010 00 00 4444 00 00 66th 1010 1010 44th 66th 1010 1010 00 00 4545 00 00 55 1010 1010 55 55 1010 1010 00 00 4646 00 00 44th 1010 1010 66th 44th 1010 1010 00 00 4747 00 öö 33 1010 1010 77th 33 1010 1010 00 00 4848 00 00 22 1010 1010 88th 22 1010 1010 00 00 4949 00 00 11 1010 1010 99 11 1010 1010 00 00 5050 00 00 00 1010 1010 1010 00 1010 1010 00 00 5151 11 00 00 1010 1010 1111th 00 1010 1010 11 00 5252 22 00 00 1010 1010 1212th 00 1010 1010 22 00 5353 33 00 00 1010 1010 1313th 00 1010 1010 33 00 5454 44th 00 00 1010 1010 1414th 00 1010 1010 44th 00 5555 55 00 00 1010 1010 1515th 00 1010 1010 55 00 5656 66th 00 00 1010 1010 1616 00 1010 1010 66th 00 5757 77th 00 00 1010 1010 1717th 00 1010 1010 77th 00 5858 88th 00 00 1010 1010 1818th 00 1010 1010 88th 00 5959 99 00 00 1010 1010 1919th 00 1010 1010 99 00 6060 1010 00 00 1010 1010 2020th 00 1010 1010 1010 00 6161 1010 00 00 99 1010 2121 00 99 1010 1010 00 6262 1010 00 00 88th 1010 2222nd 00 88th 1010 1010 00 6363 1010 00 00 77th 1010 2323 00 77th 1010 1010 00 6464 1010 00 00 DD. 1010 2424 00 66th 1010 1010 00 6565 1010 00 00 55 1010 2525th 00 55 1010 1010 00 6666 1010 00 00 44th 1010 2626th 00 44th 1010 1010 00 6767 1010 00 00 33 1010 2727 00 33 1010 1010 00 6868 1010 00 00 22 1010 2828 00 22 1010 1010 00 6969 1010 00 00 11 1010 2929 00 11 1010 1010 00 7070 1010 00 00 00 1010 3030th 00 00 1010 1010 00 7171 1010 11 00 00 1010 3131 00 00 1010 1010 11 7272 1010 22 00 00 1010 3232 00 00 1010 1010 22 7373 1010 33 00 00 1010 3333 00 00 1010 1010 33 7474 1010 44th 00 00 1010 3434 00 00 1010 1010 44th 7575 1010 55 00 00 1010 3535 00 00 1010 1010 55 7676 1010 66th 00 00 1010 3636 00 00 1010 1010 66th 7777 1010 77th 00 00 1010 3737 00 00 1010 1010 77th 7878 1010 88th 00 00 1010 3838 00 00 1010 1010 88th 7979 1010 99 00 00 1010 3939 00 00 1010 1010 99 8080 1010 1010 00 00 1010 1010 00 00 1010 1010 1010 8181 1010 1010 00 00 99

Schritt-
impuls
Step-
pulse
ESAESA ESBESB ESCESC ESDESD ESEESE Schritt
impuls
step
pulse
ESAESA ESBESB ESCESC ESDESD ES£IT £
8282 1010 1010 00 00 88th 9292 1010 1010 22 00 00 8383 1010 1010 00 00 77th 9393 1010 1010 33 00 00 8484 1010 1010 00 00 66th 9494 1010 1010 44th 00 00 8585 1010 1010 00 00 55 9595 1010 1010 55 00 00 8686 1010 1010 00 00 44th 9696 1010 1010 66th 00 00 8787 1010 1010 00 00 33 9797 1010 1010 77th 00 00 8888 1010 1010 00 00 22 9898 1010 1010 88th 00 00 8989 1010 1010 00 00 11 9999 1010 1010 99 00 00 9090 1010 1010 00 00 00 100100 1010 1010 1010 00 00 9191 1010 1010 11 00 00

Tabelle IIITable III

SchrittimpulsStep pulse ESAESA ESBESB ESCESC SchrittimpulsStep pulse ESAESA ESBESB ESCESC 00 1010 1010 00 3131 11 OO 1010 11 99 1010 00 3232 22 OO 1010 22 88th 1010 00 3333 33 OO 1010 33 77th 1010 00 3434 44th OO 1010 44th 66th 1010 00 3535 55 OO 1010 55 55 1010 00 3636 66th OO 1010 66th 44th 1010 00 3737 77th OO 1010 77th 33 1010 00 3838 88th OO 1010 88th 22 1010 00 3939 99 OO 1010 99 11 1010 00 4040 1010 OO 1010 1010 00 1010 00 4141 1010 OO 99 1111th 00 1010 11 4242 1010 OO 88th 1212th 00 1010 22 4343 1010 OO 77th 1313th 00 1010 33 4444 1010 OO 66th 1414th 00 1010 44th 4545 1010 OO 55 1515th 00 1010 55 4646 1010 OO 44th 1616 00 1010 66th 4747 1010 OO 33 1717th 00 1010 77th 4848 1010 OO 22 1818th 00 1010 88th 4949 1010 OO 11 1919th 00 1010 99 5050 1010 OO OO 2020th 00 1010 1010 5151 1010 11 OO 2121 00 99 1010 5252 1010 22 OO 2222nd 00 88th 1010 5353 1010 33 OO 2323 00 77th 1010 5454 1010 44th OO 2424 00 66th 1010 5555 1010 55 OO 2525th 00 55 1010 5656 1010 66th OO 2626th 00 44th 1010 5757 1010 77th OO 2727 00 33 1010 5858 1010 88th OO 2828 00 22 1010 5959 1010 99 OO 2929 00 11 1010 6060 1010 1010 OO 3030th 00 00 iOOK 70!l 01 7/170! L 01 7/1

i 64 715 ((i 64 715 ((

1818th

Tabelletable IVIV ESAESA ESBESB ESCESC ESDESD ESEESE Schrittstep ESAESA ESBESB ESCESC ESDESD ESEESE Schrittstep impulspulse impulspulse 2020th 2020th OO OO OO 5151 OO OO 99 2020th 1111th OO 1919th 2020th 11 OO OO 5252 OO OO 88th 2020th 1212th 11 1818th 2020th 22 OO OO 5353 OO OO 77th 2020th 1313th 22 1717th 2020th 33 OO OO 5454 OO OO 66th 2020th 1414th 33 1616 2020th 44th OO OO 5555 OO OO 55 2020th 1515th 44th 1515th 2020th 55 OO OO 5656 OO OO 44th 2020th 1616 55 1414th 2020th 66th OO OO 5757 OO OO 33 2020th 1717th 66th 1313th 2020th 77th OO OO 5858 OO OO 22 2020th 1818th 77th 1212th 2020th 88th OO OO 5959 OO OO 11 2020th 1919th 88th 1111th 2020th 99 OO OO 6060 OO OO OO 2020th 2020th 99 1010 2020th 1010 OO OO 6161 11 OO OO 1919th 2020th ΊΟΊΟ 99 2020th 1111th OO OO 6262 22 OO OO 1818th 2020th 1111th 88th 2020th 1212th OO OO 6363 33 OO OO 1717th 2020th 1212th 77th 2020th 1313th OO OO 6464 44th OO OO 1616 2020th 1313th 66th ">.O"> .O 1414th OO OO 6565 55 OO OO 1515th 2020th 1414th 55 2020th 1515th OO OO 6666 66th OO OO 1414th 2020th 1515th 44th 2020th 1616 OO OO 6767 77th OO OO 1313th 2020th 1616 33 2020th 1717th OO OO 6868 88th OO OO 1212th 2020th 1717th 22 2020th 1818th OO OO 6969 99 OO OO 1111th 2020th 1818th 11 2020th 1919th OO OO 7070 1010 OO OO 1010 2020th 1919th OO 2020th 2020th OO OO 7171 1111th OO OO 99 2020th 2020th OO 1919th 2020th 11 OO 7272 1212th OO OO 88th 2020th 2121 OO 1818th 2020th 22 OO 7373 1313th OO OO 77th 2020th 2222nd OO 1717th 2020th 33 OO 7474 1414th OO OO 66th 2020th 2323 OO 1616 2020th 44th OO 7575 1515th OO OO 55 2020th 2424 OO 1515th 2020th 55 OO 7676 1616 OO OO 44th 2020th 2525th OO 1414th 2020th 66th OO 7777 1717th OO OO 33 2020th 2626th OO 1313th 2020th 77th OO 7878 1818th OO OO 22 2020th 2727 OO 1212th 2020th 88th OO 1919th 1919th OO OO 11 2020th 2828 OO 1111th 2020th 99 OO 8080 2020th OO OO OO 2020th 2929 OO 1010 1010 1010 OO 8181 2020th OO OO OO 1919th 3030th OO 99 2020th 1111th OO 8282 2020th 22 OO OO 1818th 3131 OO 88th 2020th 1212th OO 8383 2020th 33 OO OO 1717th 3232 OO 77th 2020th 1313th OO 8484 2020th 44th OO OO 1616 3333 OO 66th 2020th 1414th OO 8585 2020th 55 OO OO 1515th 3434 OO 55 2020th 1515th OO 8686 2020th 66th CC. OO 1414th 3535 OO 44th 2020th 1616 OO 8787 2020th 77th OO OO 1313th 3636 OO 33 2020th 1717th OO 8888 2020th 88th OO OO 1212th 3737 OO 22 2020th 1818th OO 8989 2020th 99 OO OO 1111th 3838 OO 11 2020th 1919th OO 9090 2020th 1010 OO OO 1010 3939 OO OO 2020th 2020th OO 9191 2020th 1111th OO OO 99 4040 OO OO 1919th 2020th 11 9292 2020th 1212th OO OO 88th 4141 OO OO 1818th 2020th 22 9393 2020th 1313th OO OO 77th 4242 OO OO 1717th 2020th 33 9494 2020th 1414th OO OO 4343 OO OO 1616 2020th 44th 9595 2020th 1515th OO OO 55 4444 OO OO 1515th 2020th 55 9696 2020th 1616 OO OO 44th 4545 OO OO 1414th 2020th 66th 9797 2020th 1717th OO OO 33 4646 OO OO 1313th 2020th 77th 9898 2020th 1818th OO OO 22 4747 OO OO 1212th 2020th SS. 9999 2020th 1919th OO OO 11 4848 OO OO 1111th 2020th 99 100100 2020th 2020th OO OO OO 4949 OO OO 1010 2020th 1010 5050

ν d g P C d ti ν dg PC d ti

br mi Di wc webr mi di wc we

Fi Im· desFi Im · des

Wie aus der bisherigen Beschreibung havorgeht, JVGl bis M79 und eine Gruppe von ODER-Gattern kann bei der Erfindung durch die Verwendung eines OG. Der Dekodierer 20 setzt den Inhalt des Zählers 18 n-Zbihlensystemzählers die w-fache Schrittzahl erhalten um, und wenn der besagte Inhalt z. B. »56« istxwerden werden. Zum Beispiel erhält man bei einer wechsel- dieJLeitungen 50_ und 6 aus den Leitungen 0, T, ... weisen Dreiphasen/Zweiphasen-Erregung eines fünf- 5 9, ÖÖ, 10, ... 90 erregt. Der logische Schaltkreis in phasigen Schrittmotors 5 mal 2 gleich 10 Schritte pro F i g. 9C erzeugt die in Tabelle V aufgeführten Im-Zyklus und lOmal η Schritte sind möglich durch die pulse mit Hilfe der Eingangssignal Pl bis PlO und Verwendung eines n-Zahlensystemzählers nach dieser 0 bis 9ff. Diese (in der Tabelle V aufgeführten) Im-Erfindung. Bei den beschriebenen Ausführungsfonnen pulse werden dem Antriebsstromicreis als Steuerist eine Erregersteuerschaltung 4 vorgesehen, die einen io signale für die Phasen A bis E zugeführt.
Vorwärts-Befehlsimpuls CWl und einen Rückwärts- Fig. HA stellt eine auf F i g. 9A basierende Befehlsimpuls CCWl empfängt, Erregersteuersignale Schaltung dar, bei der unter Verwendung eines Zente- ESA bis ESE erzeugt und die zu erregenden Wick- simalzählers als umkehrbarer Zähler 18 und einer hingen auswählt. F ig. 9A zeigt eine weitere er- wechselweisen Dreiphasen/Zweiphasen-Erregung der findungsgemäße Ausführungsform, bei der die Er- 15 Fünfphasen-Schrittmotor 100 Schritte pro Zyklus ausregersteuerschaltung 4 entfernt ist. Fig.9B zeigt ein führt. Die durch die Schaltung nach HA bewirkten Beispiel eines Impulsgenerators, wie er bei der An- Erregerzustände entsprechen denen der Funktionsordnung nach F ig. 9 A verwendet werden kann. tabelle II.
As can be seen from the previous description, JVG1 to M79 and a group of OR gates can be used in the invention through the use of an OG. The decoder 20 converts the content of the counter 18 n-counting system counter to obtain w times the number of steps, and if the said content is e.g. B. "56" is x will become. For example, with an alternating line 50_ and 6 from lines 0, T,.. The logic circuit in phase stepper motor 5 times 2 equals 10 steps per F i g. 9C generates the Im cycle listed in Table V and 10 times η steps are possible through the pulse with the aid of the input signal P1 to P1O and the use of an n-number system counter according to this 0 to 9ff. These im-invention (listed in Table V). In the described embodiment pulse, the drive circuit is provided with an excitation control circuit 4 as a control, which supplies an io signals for phases A to E.
Forward command pulse CWl and a reverse Fig. HA sets a on F i g. 9A-based command pulse CCWl receives excitation control signals circuit in which, using a Zente ESA to ESE, generated and selects the winding counter to be excited as a reversible counter 18 and one hingen. Fig. 9A shows a further alternating three-phase / two-phase excitation of the embodiment according to the invention, in which the excitation control circuit 4 is removed from the five-phase stepping motor 100 steps per cycle. Fig.9B shows a leads. The example of a pulse generator brought about by the circuit according to HA, as it is in the case of excitation states, correspond to those of the functional order according to FIG. 9 A can be used. table II.

Fig. 10 zeigt die Wellenform am Schaltungsausgang F ig. HB stellt eine Schaltung dar, bei der mitFig. 10 shows the waveform at the circuit output F ig. HB represents a circuit in which with

der Schaltung nach Fi g. 9B. 20 Hilfe eines Zentesimalzählers und einer wechsei-the circuit according to Fi g. 9B. 20 the help of a centesimal counter and an alternating

Gemäß F i g. 9A zählt ein umkehrbarer Zähler 18 weisen Einphasen/Zweiphasen-Erregungbei dem Fünf-According to FIG. 9A, a reversible counter 18 counts single-phase / two-phase excitation at the five-

die Befehlsimpulse CW bzw. CCW. Diese Zählung phasen-Schrittmotor 100 Schritte erzielt werden. Diethe command pulses CW or CCW. This counting phase stepper motor 100 steps can be achieved. the

wird von einem Dekodierer 20, der in einem Impuls- Erregungszustände sind in Tabelle V angegeben,is used by a decoder 20 which is in a pulse-excited states are given in Table V,

modulator 19 enthalten ist, umgesetzt. Jeder der Aus- Tabelle VI stellt die Erregerzustände für einenmodulator 19 is included, implemented. Each of Table VI shows the excitation conditions for one

gänge 0, 1, 2, ... 9, 00, 10, ... 80, 90 kann erregt 25 Fünfphasen-Schrittmotor mit 100 Schritten dar, beigears 0, 1, 2, ... 9, 00, 10, ... 80, 90 can be energized 25 five-phase stepper motor with 100 steps, at

werden. Die Signale dieser Ausgänge und die Reihe dem ein Zentesimalzähler verwendet ist und einewill. The signals of these outputs and the series in which a centesimal counter is used and a

der Ausgangsimpulse Pl, P2, ... PlO des Impuls- maximale 1,1-Phasenerregung vorliegt. Unter einerof the output pulses Pl, P2, ... PlO of the pulse maximum 1.1 phase excitation is present. Under one

generators 22 werden einer Gatterschaltung 21 zu- maximalen 1,1-Phasenerregung wird folgendes ver-generator 22 are connected to a gate circuit 21 - maximum 1.1 phase excitation is the following

gefihrt. Der Impulsgenerator 22 besteht aus dem standen.led. The pulse generator 22 consists of the stand.

Oszillator 13, dem Binärzähler 15 und dem Deko- 30 Beim Schrittimpuls »0« ist gemäß Tabelle VI nur dlerer 16 der Schaltung nach F ig. 6. Der Oszilla- die Phase A erregt, d.h., es liegt eine vollständige tor 13 erzeugt Impulse PT einer vorgegebenen Periode Einphasen-Erregung vor. Beim Schrittimpuls 1 ist die (c'ie Impulse PT entsprechen den Impulsen To der Phase A voll erregt und die Phase i? abwechselnd Schalung nach F ig. 6), der Binärzähler 15 ist als erregt und nicht erregt. Das Verhältnis der Erregungsaus vier Flip-Flops bestehender Dezimalzähler aus- 35 zeit zur Nichterregungszeit ist 1: 9, so daß die Phasen rehildet und zählt die Impulse PT. Wenn wir den A und B gleichzeitig nur während 1/10 der Gesamtzeit 'o^ischen Ausgängen der Setzseiten der jeweiligen erregt sind.The oscillator 13, the binary counter 15 and the deco- 30 With the step pulse "0", only the 16 of the circuit according to FIG. 6. The oscillator excites phase A , ie there is a complete gate 13 generates pulses PT of a given period of single-phase excitation. In the case of step pulse 1, the binary counter 15 is fully excited (the pulses PT correspond to the pulses To of phase A and phase i? The ratio of the excitation consisting of four flip-flops decimal counter off time to the non-excitation time is 1: 9, so that the phases are re-formed and counts the pulses PT. If we the A and B are excited at the same time only during 1/10 of the total time of the o ^ isic outputs of the set sides of the respective.

Fiip-Flops des Dezimalzählers 15 die Werte 2°, 2\ Beim Schrittimpuls 2 wird im Zeitverhältnis 9: 1Fiip-flops of the decimal counter 15 the values 2 °, 2 \ When step pulse 2 is in a time ratio of 9: 1

22, 23 zuordnen, dann entsprechen die Wellenformen wiederholt eine alternierende Erregung zwischen derAssign 2 2 , 2 3 , then the waveforms repeatedly correspond to an alternating excitation between the

dieser Ausgänge den in F i g. 10 durch 2°, 2\ 2* und 40 Phasen A und B durchgeführt, d. h., es liegt eine Ein-these outputs the in F i g. 10 carried out through 2 °, 2 \ 2 * and 40 phases A and B , i.e. there is an

23 dargestellten. Die logischen Ausgangssignale 2°, 2\ phasen/Einphasen-Wechselerregung vor. Ähnlich wer-2 3 shown. The logical output signals 2 °, 2 \ phase / single-phase alternating excitation. Similar be

22, 23 werden dem Dekodierer 16 zugeführt, der zehn den beim Schrittimpuls 3 die Phase A und die Phase i2 2 , 2 3 are fed to the decoder 16, the ten the phase A and phase i in step pulse 3

Impulse Pl bis PlO erzeugt, deren Periode dem Zehn- wiederholt abwechselnd erregt, wobei in diesem FaIPulses P1 to P10 are generated, the period of which repeatedly excites the ten alternately, in this case

fachen der Periode der Impulse PT entspricht, die vom das Zeitverhältnis 9 : 2 beträgt. Dies bedeutet jedochtimes the period of the pulses PT corresponds to the time ratio of 9: 2. However, this means

Oszillator 13 geliefert werden und deren Impuls- 45 daß während V10 der Zeit die Phase A und die Phase 1 Oscillator 13 are supplied and their pulse 45 that phase A and phase 1 during V10 of the time

breite abhängig vom Inhalt des Dezimalzählers 15 gleichzeitig erregt sind. Danach wiederholt sich ein«width depending on the content of the decimal counter 15 are excited at the same time. Afterwards a «

moduliert ist. Die Impulse Pl bis PlO können im ähnliche Erregung. Es läßt sich deshalb das Veris modulated. The pulses Pl to PlO can be similar to excitation. It can therefore be the Ver

Dekodierer 16 durch eine logische Schaltung erhalten hältnis der Zweiphasen-Erregungsperioden als λ- : jDecoder 16 obtained by a logic circuit ratio of two-phase excitation periods as λ-: j

werden, die die logischen Signale 2°, 21, 22, 23 ver- bezeichnen, wobei χ und y ganze Zahlen sind, wemwhich denote the logical signals 2 °, 2 1 , 2 2 , 2 3 , where χ and y are integers, whom

wendet und die folgenden Gleichungen erfüllt: 50 diese Erregung definiert wird als (x 4- j)/10-Phasenapplies and satisfies the following equations: 50 this excitation is defined as (x 4- j) / 10 phases

erregung. Die in Tabelle VI dargestellte Erregunjexcitement. The excitement shown in Table VI

Pl — 2° -1l ·12 ·13 kann dann bestimmt werden als maximale 1,1-PhasenPl - 2 ° -1 l · 1 2 · 1 3 can then be determined as the maximum 1.1 phases

P2 = 21 -I2 erregung.P2 = 2 1 -I 2 excitation.

P3 = 2° · 21 Ό1 -T3 4- 21 -"2s Tabelle VII stellt die Erregung eines FünfphasenP3 = 2 ° · 2 1 Ό 1 -T 3 4- 2 1 - "2 s Table VII presents the excitation of a five-phase

P4 _ 2« ' ' ' 55 Schrittmotors mit 100 Schritten unter VerwendunjP4 _ 2 «'''55 stepper motor with 100 steps using

P5 == 22 4- 2~° · 23 emes Zentesimalzählers dar. Es liegt eine maximal·P5 == 2 2 4- 2 ~ ° · 2 3 emes centesimal numerator. There is a maximum ·

pg_-ja 2,1-Phasenerregung vor. Drücken wir nämlich dapg_-j a 2.1 phase excitation. Let’s press there

ρη H 22 4- 23 4-T0 · 2"1 ·Τ2 -"Σ3 Verhältnis der Erregerzeiten der drei Phasen durc! ρη H 2 2 4- 2 3 4-T 0 · 2 " 1 · Τ 2 -" Σ 3 Ratio of the excitation times of the three phases durc!

P8 = I1 4- 22 · · · x:y:z aus, wobei x, y und ζ ganze Zahlen bedeutenP8 = I 1 4- 2 2 · · · x: y: z from, where x, y and ζ are integers

pg Z-yo 1 21 1 22 4- 23 6o dann la^1 s'ch d'e Erregung definieren als maximal pg Z-yo 1 2 1 1 2 2 4- 2 3 6o then la ^ 1 s ' c h d' e define excitation as maximum

P10~= 0 (stets logische »0«) (x + y + z)/10-Phasenerregung. Es handelt sich als, P10 ~ = 0 (always logical "0") (x + y + z) / 10-phase excitation. It acts as,

v a / bei der in Tabelle VII angegebener. Erregungsart uii v a / at that given in Table VII. Type of excitation uii

üne maximale 2,1-Phasenerregung.üne maximum 2.1 phase excitation.

Die Gatterschaltung 21 erzeugt mittels des in Die Funktionstabelle VIII veranschaulicht die ErThe gate circuit 21 generates the Er by means of the function table VIII illustrated

Fig.9C dargestellten logischen Schaltkreises eine 65 regungszustände eines Fünfphasen-Sclirittmotors miFig. 9C shown logic circuit a 65 states of excitation of a five-phase sliding motor mi

Impulsfolge für die Ansteuerung der Phasen A bis E 100 Schritten für einen anderen Fall, vobei ZentesiPulse sequence for the control of phases A to E 100 steps for another case, from Zentesi

des Schrittmotors. Der logische Schaltkreis nach malzähler verwendet ist. Es liegt hier eine maximal·of the stepper motor. The logic circuit after the malt counter is used. There is a maximum

Fiß.9C enthält eine Gruppe von NAND-Gattern 2,5-Phasenerregung vor.Fig. 9C provides a group of NAND gates for 2.5 phase excitation.

21 J 2221 J 22

Tabelle VTable V

Schritt- ESA ESB ESC ESD ESE Schritt- ESA ESB ESC ESD ESE Step- ESA ESB ESC ESD ESE Step- ESA ESB ESC ESD ESE

impuls imPuls pulse in the P uls

OO 1010 1010 00 00 00 5151 00 00 00 1010 11 11 99 1010 00 00 00 5252 00 00 00 1010 22 22 88th 1010 00 00 00 5353 00 00 00 1010 33 33 77th 1010 00 00 00 5454 00 00 00 1010 44th 44th 66th 1010 00 00 00 5555 00 00 00 1010 55 55 55 1010 00 00 00 5656 00 00 00 1010 66th 66th 44th 1010 00 00 00 5757 00 00 00 1010 77th 77th 33 1010 00 00 00 5858 00 00 00 1010 88th 88th 22 1010 00 00 00 5959 00 00 00 1010 99 99 11 1010 00 00 00 6060 00 00 00 1010 1010 1010 00 1010 00 00 00 6161 00 00 00 99 1010 1111th 00 1010 11 00 00 6262 00 00 00 88th 1010 1212th 00 1010 22 00 00 6363 00 00 00 77th 1010 1313th 00 1010 33 00 00 6464 00 00 00 66th 1010 1414th 00 1010 44th 00 00 6565 00 00 00 55 1010 1515th 00 1010 55 00 00 6666 00 00 00 44th 1010 1616 00 1010 66th 00 00 6767 00 00 00 33 1010 1717th 00 1010 77th 00 00 6868 00 00 00 22 1010 1818th 00 1010 88th 00 00 6969 00 00 00 11 1010 1919th 00 1010 99 00 00 7070 00 00 00 00 1010 2020th 00 1010 1010 00 00 7171 11 00 00 00 1010 2121 00 99 1010 00 00 7272 22 00 00 00 1010 2222nd 00 88th 1010 00 00 7373 33 00 00 00 1010 2323 00 77th 1010 00 00 7474 44th 00 00 00 1010 2424 00 66th 1010 00 00 7575 55 00 00 00 1010 2525th 00 55 1010 00 00 7676 66th 00 00 00 1010 2626th 00 44th 1010 00 00 7777 77th 00 00 00 1010 2727 00 33 1010 00 00 7878 88th 00 00 00 1010 2828 00 22 1010 00 00 7979 99 00 00 00 1010 2929 00 11 1010 00 00 8080 1010 00 00 00 1010 3030th 00 00 1010 00 00 8181 1010 00 00 00 99 3131 00 00 1010 11 00 8282 1010 00 00 00 88th 3232 00 00 1010 22 00 8383 1010 00 00 00 77th 3333 00 00 1010 33 00 8484 1010 00 00 00 66th 3434 00 00 1010 44th 00 8585 1010 00 00 00 55 3535 OO 00 1010 55 00 8686 1010 00 00 00 44th 3636 00 00 1010 66th 00 8787 1010 00 00 00 33 3737 00 00 1010 77th 00 8888 1010 00 00 00 22 3838 00 00 1010 88th 00 8989 1010 00 00 00 11 3939 00 00 1010 99 00 9090 1010 00 00 00 00 4040 00 00 1010 1010 00 9191 1010 11 00 00 00 4141 00 00 99 1010 00 9292 1010 22 00 00 00 4242 00 00 88th 1010 00 9393 1010 33 00 00 00 4343 00 00 77th 1010 00 9494 1010 44th 00 00 00 4444 00 00 66th 1010 00 9595 1010 55 00 00 00 4545 00 00 55 1010 00 9696 1010 66th 00 00 00 4646 00 00 44th 1010 00 9797 1010 77th 00 00 00 4747 00 OO 33 1010 00 9898 1010 88th 00 00 00 4848 00 00 22 1010 00 9999 1010 99 00 00 00 4949 00 00 11 1010 00 100100 1010 1010 00 00 00 5050 00 00 OO 1010 00

Tabelle VITable VI

2323

2424

Schrittimpuls Step pulse

ESAESA

ESBESB

ESCESC

ESDESD

ESEESE

Schrittimpuls. Step pulse.

ESBESB

ESCESC

ESDESD

OO 1010 00 00 00 00 5151 00 00 55 66th 00 II. 11 1010 11 00 00 00 5252 00 00 44th 66th 00 22 99 11 00 00 00 5353 00 00 44th 77th 00 33 99 22 00 00 00 5454 00 00 33 77th 00 44th 88th 22 00 00 00 5555 00 00 33 88th 00 55 88th 33 00 00 00 5656 00 00 22 88th 00 ; 6 ; 6th 77th 33 00 00 00 5757 00 00 22 99 00 ' 7'7 77th 44th 00 00 00 5858 00 00 11 99 00 \ 8 \ 8 66th 44th 00 00 00 5959 00 00 11 1010 00 f 9f 9 66th 55 00 00 00 6060 00 00 00 1010 00 I 10I 10 55 55 00 00 00 6161 00 00 00 1010 11 ! li! left 55 66th 00 00 00 6262 00 00 00 99 11 ί 12 ί 12 44th 66th 00 00 00 6363 00 00 00 99 22 i i3 i i3 44th 77th 00 00 00 6464 00 00 00 88th 22 ! 14! 14th 33 77th 00 00 00 6565 00 00 00 88th 33 ; 15; 15th 33 88th ΰΰ 00 00 6666 00 00 00 77th 33 i 16 i 16 22 88th 00 00 00 6767 00 00 00 77th 44th : 17 : 17 22 99 00 00 00 6868 00 00 00 66th 44th i 18 i 18 11 99 00 00 00 6969 00 00 00 66th 55 1919th 11 1010 00 00 00 7070 00 00 00 55 55 2020th 00 1010 00 00 00 7171 00 00 00 55 66th ί 21ί 21 00 1010 11 00 00 7272 00 00 00 44th 66th I 22I 22 00 99 11 00 00 7373 00 00 00 44th 77th S 23P 23 00 99 22 00 00 7474 00 00 00 33 77th I 24 I 24 00 88th 22 00 00 7575 00 00 00 33 88th , 25, 25 00 88th 33 00 00 7676 OO 00 OO 22 88th I 26 I 26 00 77th 33 00 00 7777 00 OO 00 22 99 I 27I 27 00 77th 44th 00 00 7878 00 00 00 11 99 I 28I 28 00 66th 44th 00 00 7979 00 00 00 11 1010 I 29 I 29 00 66th 55 00 00 8080 00 00 00 00 ICIC ! 30! 30th 00 55 55 00 00 8181 11 00 00 00 ICIC \ 31 \ 31 00 55 66th 00 00 8282 11 00 00 00 SS. I 32 I 32 00 44th 66th 00 00 8383 22 00 00 00 SS. 1 331 33 00 44th 77th 00 00 8484 22 00 00 00 ίί ] 34] 34 OO 33 77th 00 ClCl 8585 33 00 00 00 ιι ϊ 35ϊ 35 OO 33 88th 00 00 8686 33 00 00 00 I 36 I 36 00 22 88th 00 00 8787 44th 00 00 00 1 371 37 OO 22 99 00 00 8888 44th 00 00 00 (( I 38I 38 OO 11 99 00 00 8989 55 00 00 00 (( j 39j 39 00 11 1010 OO 00 9090 55 00 00 00 f 40f 40 00 00 1010 00 00 9191 66th 00 00 00 1 411 41 00 00 1010 11 00 °2° 2 66th 00 00 00 ί 42ί 42 OO 00 99 11 00 9393 77th 00 00 00 I 43I 43 00 00 99 22 00 9494 77th 00 00 00 I 44I 44 00 00 88th 22 00 9595 88th 00 00 00 1 451 45 00 00 88th 33 00 9696 88th 00 OO 00 3 463 46 00 00 77th 33 00 9797 99 00 00 00 ϊ 47ϊ 47 OO 00 77th 44th 00 9898 99 00 00 00 I 48I 48 OO 00 66th 44th 00 9999 1010 OO 00 00 ΐ 49ΐ 49 00 00 66th 55 i.i. 100100 1010 00 00 00 i 50 i 50 00 00 55 55 00

709709

Tabelle VIITable VII

Schritt- ESA ESB ESC ESD ESE Schritt- ESA ES3 ESC ESD ESE Step- ESA ESB ESC ESD ESE Step- ESA ES3 ESC ESD ESE

lmPuls impuls lm pulse pulse

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 3710 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

1010 1010 00 00 00 5151 00 00 55 1010 66th 1010 1010 11 00 00 5252 00 00 55 1010 77th 99 1010 11 00 00 5353 00 00 55 1010 88th 99 1010 22 00 00 5454 00 00 55 1010 99 88th 1010 22 00 00 5555 00 00 55 1010 1010 88th 1010 33 00 00 5656 00 00 44th 1010 1010 77th 1010 33 00 00 5757 00 00 33 1010 1010 77th 1010 44th 00 00 5858 00 00 22 1010 1010 66th 1010 44th 00 00 5959 00 00 11 1010 1010 66th 1010 55 00 00 6060 00 00 00 1010 1010 55 1010 55 00 00 6161 11 00 00 1010 1010 55 1010 66th 00 00 6262 22 00 00 1010 1010 44th 1010 66th 00 00 6363 33 00 00 1010 1010 44th 1010 77th 00 00 6464 44th 00 00 1010 1010 33 1010 77th 00 00 6565 55 00 00 1010 1010 33 1010 88th 00 00 6666 55 00 00 99 1010 22 1010 88th 00 00 6767 55 00 00 88th 1010 22 1010 99 00 00 6868 55 00 00 77th 1010 11 1010 99 00 00 6969 55 00 00 66th 1010 11 1010 1010 00 00 7070 55 00 00 55 1010 00 1010 1010 00 00 7171 66th 00 00 55 1010 00 1010 1010 11 00 7272 77th 00 00 55 1010 00 99 1010 11 00 7373 88th 00 00 55 1010 00 99 1010 22 00 7474 99 00 00 55 1010 00 88th 1010 00 7575 1010 00 OO 55 1010 00 88th 1010 33 00 7676 1010 00 00 44th 1010 00 77th 1010 33 00 7777 1010 00 00 33 1010 00 77th 1010 44th 00 7878 1010 00 00 22 1010 00 66th 1010 44th 00 7979 1010 00 00 11 1010 00 66th 1010 55 00 8080 1010 00 00 00 1010 00 55 1010 55 00 8181 1010 11 00 00 1010 00 55 1010 66th 00 8282 1010 22 00 00 1010 00 44th 1010 66th 00 8383 1010 33 00 00 1010 00 44th 1010 77th 00 8484 1010 44th 00 00 1010 00 33 1010 77th 00 8585 1010 55 00 00 1010 00 33 1010 88th 00 8686 1010 55 00 00 99 00 22 1010 88th 00 8787 1010 55 00 00 88th 00 22 1010 99 00 8888 1010 55 00 00 77th 00 11 1010 99 00 8989 1010 55 00 00 66th 00 11 1010 1010 00 9090 1010 55 00 00 55 00 OO 1010 1010 00 9191 1010 66th 00 00 55 00 00 1010 1010 11 9292 1010 77th 00 00 55 00 00 99 1010 11 9393 1010 88th 00 00 55 00 00 99 1010 22 9494 1010 99 00 00 55 00 00 88th 1010 22 9595 1010 1010 00 00 SS. 00 00 88th 1010 33 9696 1010 1010 00 00 44th 00 00 77th 1010 33 9797 1010 1010 00 00 33 00 00 77th 1010 44th 9898 1010 1010 00 00 22 00 00 66th 1010 44th 9999 1010 1010 00 00 11 00 00 66th 1010 55 100100 1010 1010 00 00 00 00 00 55 1010 55

27 2827 28

Tabelletable VIIIVIII ESBESB ESCESC ESDESD ESEESE Schrittstep ESAESA ESBESB ESCESC ESDESD ESEESE Schrittstep ESAESA impulspulse impulspulse 1010 00 00 00 5151 00 00 55 1010 66th OO 1010 1010 11 00 00 5252 00 00 44th 1010 66th 11 1010 1010 22 00 00 5353 00 00 44th 1010 77th 22 1010 1010 33 00 00 5454 00 00 33 1010 77th 33 1010 1010 44th 00 00 5555 00 00 33 1010 88th 44th 1010 1010 55 00 00 5656 00 00 22 1010 88th 55 1010 1010 55 00 00 5757 00 00 22 1010 99 66th 99 1010 55 00 00 5858 00 00 11 1010 99 77th 88th 1010 55 00 00 5959 00 00 11 1010 1010 88th 77th 1010 55 00 00 6060 00 00 00 1010 1010 99 66th 1010 55 00 00 6161 11 00 00 1010 1010 1010 55 1010 66th 00 00 6262 11 00 00 99 1010 1111th 55 1010 77th 00 00 6363 22 00 00 99 1010 1212th 55 1010 88th 00 00 6464 22 00 00 88th 1010 1313th 55 1010 99 00 00 6565 33 00 00 88th 1010 1414th 55 1010 1010 00 00 6666 33 00 00 77th 1010 1515th 55 1010 1010 00 00 6767 44th 00 00 77th 1010 1616 44th 1010 1010 00 00 6868 44th 00 00 66th 1010 1717th 33 1010 1010 00 00 6969 55 00 00 66th 1010 1818th 22 1010 1010 00 00 7070 55 00 00 55 1010 1919th 11 1010 1010 00 00 7171 66th 00 00 55 1010 2020th 00 1010 1010 11 00 7272 66th 00 00 44th 1010 2121 00 1010 1010 22 00 7373 77th 00 00 44th 1010 2222nd 00 1010 1010 33 00 7474 77th 00 00 33 1010 2323 00 1010 1010 44th 00 7575 88th 00 00 33 1010 2424 00 1010 1010 55 00 7676 88th 00 00 22 1010 2525th 00 99 1010 55 00 7777 99 00 00 22 1010 2626th 00 88th 1010 55 00 7878 99 00 00 t-Ht-H 1010 2727 00 77th 1010 55 00 7979 1010 OO 00 11 1010 2828 00 66th 1010 55 00 8080 1010 00 00 00 1010 2929 OO 55 1010 55 00 8181 1010 11 00 00 1010 3030th 00 55 1010 66th 00 8282 1010 11 00 00 99 3131 00 55 1010 77th 00 8383 1010 22 00 00 99 3232 00 55 1010 88th 00 8484 1010 22 00 00 88th 3333 00 55 1010 99 OO 8585 1010 33 OO 00 88th I 34 I 34 OO 55 1010 1010 00 8686 1010 33 00 00 77th ; 35; 35 OO 44th 1010 1010 00 8787 1010 44th 00 00 77th I 36I 36 00 33 1010 1010 00 8888 1010 44th 00 00 66th I 37I 37 00 22 1010 1010 00 8989 1010 55 00 00 66th \ 38 \ 38 00 11 1010 1010 00 9090 1010 55 00 00 55 I 39I 39 OO 00 1010 1010 00 9191 1010 66th 00 00 55 I 40 I 40 00 00 1010 1010 11 9292 1010 66th 00 00 44th 1 41 1 41 00 00 1010 1010 22 9393 1010 77th 00 00 44th j 42j 42 00 00 1010 1010 33 9494 1010 77th 00 00 33 I 43I 43 00 OO 1010 1010 44th 9595 1010 88th 00 00 33 * 44* 44 00 00 1010 1010 55 9696 1010 88th 00 00 22 ! 45! 45 00 OO 99 1010 55 9797 1010 99 00 00 L,L, ί 46ί 46 00 00 88th 1010 55 9898 1010 99 00 00 11 j 47j 47 OO .0.0 77th 1010 55 9999 1010 1010 00 00 11 I 48I 48 00 00 66th 1010 55 100100 1010 1010 00 00 00 1 491 49 OO 00 55 1010 55 ηη

Die Tabellen VI bis VIII entsprechen Schaltungen, wobei die gestrichelte Kurve den Fall des konven-Tables VI to VIII correspond to circuits, the dashed curve representing the case of the conventional

die den gleichen Aufbau wie die Schaltung nach tionellen Systems und die ausgezogene Kurve denwhich have the same structure as the circuit according to tional systems and the solid curve den

Fig. 11B besitzen. Bei einem fünfphasigen Schritt- Fall vorliegender Erfindung darstellt. F·ι g. 13 zeigtFig. 11B. In a five-phase step case represents the present invention. Fig. G. 13 shows

motor wird hierbei das maximale Diehmoment bei deutlich, daß die Schnttbewegung nach dem erfin-motor, the maximum torque becomes clear that the cutting motion after the invented

der2,5fachen Phasenerregung erreicht. 5 dungsgemäßen System aus einer Folge sehr kleinerreached 2.5 times the phase excitation. 5 system according to the invention from a sequence is very small

In dem Beispiel nach F i g. 9A besitzt das Schritt- Schritte besteht und der Bewegung eines Gleichstrom-In the example according to FIG. 9A has the step-step and the movement of a direct current

motor-Ansteuergerät eine multistabile Erregerschal- motors sehr ähnlich ist. Hierdurch wird ein ruhigermotor control device is very similar to a multi-stable exciter switching motor. This makes a calm one

tung26, um einen vorbestimmten Steuerimpuls zu Gang und ein genaues Arbeiten erreicht,tung26, in order to set a predetermined control impulse and achieve precise work,

erzeugen. Diese multistabil Erregerschaltung 26 hat Fig. 14 stellt die Ansprechcharakteristik desproduce. This multistable excitation circuit 26 has Fig. 14 represents the response characteristics of the

jedoch einen sehr komplexen Aufbau. Die Kosten io Schrittmotors dar, wobei auf der Abszisse die Zeithowever a very complex structure. The cost of the stepper motor represents, with the time on the abscissa

sind sehr hoch. In diesem Fall ist es bequem und üb- und auf der Ordinate der Winkelschntt abgetragenare very high. In this case, it is convenient and plotted on the ordinate of the Winkelschntt

lieh, eine Speicherschaltung für den Antrieb des ist. Wie die gestrichelte Linie zeigt, entsteht beimborrowed a memory circuit for driving the is. As the dashed line shows, the

Schrittmotors zu benutzen. Die Speicherschaltung konventionellen System eine Schwingung großerTo use stepper motor. The memory circuit conventional system has a large oscillation

kann eine Folge von Erregungszuständen des Schritt- Amplitude, bevor ein stabiler Zustand eintritt, und escan be a sequence of excited states of the step amplitude before a stable state occurs, and it

motors speichern. Fig. 12 zeigt ein Ausführungs- 15 vergeht eine verhältnismäßig lange Zeit, bis diesave motors. Fig. 12 shows an embodiment 15 elapses a relatively long time before the

beispiel hierfür. Schwingung ausreichend gedämpft ist. Wie die aus-example of this. Vibration is sufficiently damped. Like the

Gemäß F ig. 12 zählt ein Befehlszähler 27 einen gezogene Linie zeigt, ist bei der vorliegenden Er-According to Fig. 12 counts an instruction counter 27 shows a solid line, is in the present invention

Eingangstaktimpuls CL, und der Ausgang des Be- findung jeder Schritt sehr klein und wird nicht vonInput clock pulse CL, and the output of the being each step very small and is not of

fehlszählers27 ist mit einem Befehlszeichengenerator 28 einer Schwingung begleitet. Die Schrittwinkeländerungerror counter27 is accompanied by a command character generator 28 of an oscillation. The step angle change

verbunden. Das Befehlszeichcn T1, des Befehlszeichen·· ao verlauf· stetig.connected. The command character T 1 , the command character ·· ao · runs continuously.

generators 28 wird einer Rechenschaltung 29, einer In F i g. 15 ist die Drehmomentcharakteristik dar-generator 28 is a computing circuit 29, an In F i g. 15 shows the torque characteristic

Scbreibsteuerschaltung 30, einer Gedächtnisschaltung gestellt. Auf der Abszisse ist die PulsfolgefrequenzWrite control circuit 30, a memory circuit. The pulse repetition rate is on the abscissa

31 und einem Reihen-Parallel-Umsetzer 32 zugeführt. und auf der Ordinate das Drehmoment aufge-31 and a series-parallel converter 32 supplied. and the torque is recorded on the ordinate.

Das Gedächtnis 31 speichert weitere Befehlsinfor- tragen.The memory 31 stores further command information.

mationen, und durch das Befehlszeichen Tn des Be- »5 Die ausgezogene Kurve zeigt den Fall der vorliegenden fehlszeichengenerators 28 werden alle Adressen des Erfindung. Die gestrichelte Kurve die konventionelle Gedächtnisses abgefragt, und der Inhalt des Gedächt- Lösung. Dabei gilt die obere Zeile der Abszissennisses wird der Reihenfolge nach abgerufen. Die beschriftung für die Pulszahl nach der konventionellen abgerufene Information An wird dem Reihen-Parallel- Methode, die untere Zeile für die vorliegende ErUmsetzer 32, der Reihenschaltung 29 und der Schreib- 30 findung. Bei dem erfindungsgemäßen Beispiel entsteuerschaltung 30 zugeführt. Die Informationen An, spricht die Schrittweite pro 10 Impulsen der Schrittdie der Reihe nach gelesen werden, werden durch den weite pro einem Impuls bei der konventionellen Reihen-Parallel-Umsetzer in Parallel befehle umge- Methode. Wie das Schaubild deutlich erkennen läßt, wandelt, und diere Parallelbefehle über einen mit erfährt das abgegebene Drehmoment bei der voreiner elektrostatischen Abschirmung versehenen Trans- 35 liegenden Erfindung gegenüber der konventionellen formator 33 auf die Ansteuerelemente A1PD ~DSPD Methode keine Veränderung.mation, and by the command character T the loading "n 5 The solid curve shows the case of the present lack character generator 28, all addresses are of the invention. The dashed curve queries the conventional memory, and the content of the memory solution. The upper line of the abscissa applies and is called up in the order in which it is called. The labeling for the number of pulses according to the conventionally retrieved information A n is the series-parallel method, the lower line for the present Er converter 32, the series circuit 29 and the writing 30. In the example according to the invention, control circuit 30 is supplied. The information A n , speaking the step size per 10 pulses of the steps that are read in sequence, is converted into parallel commands by the width per one pulse in the conventional series-parallel converter method. As the diagram clearly shows, changes, and the parallel commands via a with the torque output in the invention provided in front of an electrostatic shielding, compared to the conventional formator 33 on the control elements A 1 PD ~ DSPD method does not change.

des Schrittmotors PMa~PMd gegeben. Jedem Schritt- Nach F i g. 6 werden der Befel lsimnuls CW od motor ist die jeweilige Erregerspule AIL~ASL, CC<V und der Ausgangsimpuls des Dekodierers B\L~BSL, C1L~D5L zugeordnet. Die Steuer- Cl ~C10im AND3-GatUr logisch verarbeitet. Werden information für die Vorwärtsbewegung +A ~-\-D 4° der Befehlsimpuls und der Ausgangsimpuls der und für die Rückwärtsbewegung — A ~—£) jedes Gatterschaltung nicht synchronisiert, so wird der Schrittmotors, ferner die Ergebnisse der Rechen- Erregerstrom des Schrittmotors manchmal groß und schaltung 29 werden in eine Schreibsteuerschaltung 30 manchmal klein. Wird der Schrittmotor im hohen eingegeben und durch ein Schreibsignal WP in die Drehzahlbereich gefahren, so wird diese Erscheinung vorbestimmte Position des Gedächtnisses 31 ein- 45 bedeutsam, denn das Drehmoment nimmt ab, und geschrieben. Bei der Verwendung von fünf Impulsen im hohen Drehzahlbereich werden Schwingungen besteht das Gedächtnis 31 aus fünf Schieberegistern, erzeugt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, werden die und die verschobenen Signale gelangen über den Befehlsimpulse CW bzw. CCW aus der ODER-Reihen-Parallel-Umsetzer 32 und den Transformator Schaltung OR6 eliminiert, und der Binärzähler 15 33 zu den Ansteuerelementen A\PD~D5PD. Ferner 50 wird in die Ausgangslage zurückgestellt. Das Resultat werden die Signale, die auf jedem Schieberegister ist, wie F i g. 16 zeigt, eine Ausrichtung der Vorderabgerufen verden, über die Rechenschaltung 29 und flanken der Ausgangsimpulse der Dekodierer Cl bis die Schreibsteuerschaltung 30 in ein weiteres Schiebe- Cn in einer Linie und eine Synchronisation mit den register geschrieben, um damit die obenerwähnte Befehlsimpulsen C W bzw. CCW. Das in F ig. 16 wechselweise Zweiphasen/Dreiphasen-Erregung aus- 55 dargestellte Impulsdiagramm wird durch eine Schalzuführen. Demzufolge wird zurr Beispiel die Erregung tung erhalten, bei der der Dezimalzähler als Binärdes Schrittmotors entsprechend der in Tabelle 1 zähler 15 entsprechend F i g. 6 verwendet wird, und angegebenen Folge gesteuert. Das Gedächtnis 31 der Zähler jeweils dann zurückgestellt wird, wenn er arbeitet als Gemeinschaftsschaltung für eine Vielzahl zehn der Eingangsimpulse To gezählt hat. Andererseits von Schrittmotoren PM„ ~PMa; es kann aus ein- 60 ist auch der /i-Zahlensystemzähler 3 als Dezimalfachen Elementen, wie Schieberegistern aufgebaut sein zähler ausgebildet. Durch Anwendung der beschrie- und ist so vorteilhaft bei vielen Schrittmotoren an- benen Synchronisation werden die in den Ausgangszuwenden, leitungen 1 bis η des n-Zahlensystemzählers 3 auf-of the stepper motor PM a ~ PMd given. Every step after F i g. 6 the command pulse CW od motor is assigned the respective excitation coil AIL ~ ASL, CC <V and the output pulse of the decoder B \ L ~ BSL, C1L ~ D5L . The control Cl ~ C10 in the AND3-GatUr processed logically. If information for the forward movement + A ~ - \ - D 4 ° the command pulse and the output pulse of the and for the backward movement - A ~ - £) of each gate circuit is not synchronized, the stepper motor is sometimes, furthermore the results of the computational excitation current of the stepper motor large and circuit 29 in a write control circuit 30 sometimes become small. If the stepping motor is entered at high speed and driven into the speed range by a write signal WP , this phenomenon becomes significant because the torque decreases and is written to the predetermined position of the memory 31. When using five pulses in the high speed range, oscillations are generated. The memory 31 consists of five shift registers. To eliminate this disadvantage, the shifted signals are eliminated via the command pulses CW or CCW from the OR series-parallel converter 32 and the transformer circuit OR6 , and the binary counter 15 33 to the control elements A \ PD ~ D5PD . Furthermore, 50 is reset to the starting position. The result will be the signals that are on each shift register, like Fig. 16 shows an alignment of the front fetched verden via the arithmetic circuit 29 and the edge of the output pulses of the decoder Cl until the write control circuit 30 is written in a further shift Cn in a line and a synchronization with the register, so that the above-mentioned command pulses C W or CCW. That in Fig. 16 alternating two-phase / three-phase excitation from 55 shown pulse diagram is fed through a switch. Accordingly, for example, the excitation is obtained in which the decimal counter as a binary of the stepping motor corresponding to the counter 15 in Table 1 corresponding to FIG. 6 is used and the specified sequence is controlled. The memory 31 of the counter is reset when it is working as a common circuit for a plurality of ten of the input pulses To has counted. On the other hand of stepper motors PM "~ PMa; 60 the / i number system counter 3 can also be constructed as decimal elements, such as shift registers. By using the synchronization described, which is advantageous with many stepper motors, the lines 1 to η of the n-number system counter 3 to be turned in the output are

Im folgenden wird das Ergebnis eines Versuchs dar- tretenden logischen Ausgangssignale und die Impulsgestellt, bei dem ein Schrittmotor entsprechend der 65 folgen Cl bis C// synchronisiert, und es wird hiervor'iegenden Erfindung angesteuert wird. F ig. 13 durch ein Schwingen des Erregerstroms vermieden, stellt ein Diagramm dar, das die Beziehung zwischen Wenn der Binärzähler 15 nicht durch die Befehlsder Anzahl der Schritte und dem Drehwinkel zeigt, impulse CW bzw. CCW zurückgestellt wird, trittThe following is the result of an attempted logical output signals and the impulses, in which a stepping motor is synchronized in accordance with the following C1 to C //, and the present invention is controlled. Fig. 13 is a diagram showing the relationship between when the binary counter 15 is not reset by the instruction of the number of steps and the rotation angle, pulses CW and CCW, respectively

3131

IlIl

iämlich das folgende Phänomen auf. Nehmen wir an, gleich der Zeitdauer bis zum Schnittpunkt zwischen laß der Inhalt des H-Zahlensystemzählers dem der Geraden Il und der Linie C5 ist, und in ähnlicher Wert »1« entspricht, und der Schrittmotor in der Weise zeigt die Gerade /3, daß die Periode des Be-Weise angetrieben wird, daß wiederholt die drei fehlsimpulses gleich der Zeitdauer bis zum Schnitt-Phasen A, B, C und die zwei Phasen B, C in einem 5 punkt zwischen der Geraden /3 und der Linie Cl ist. ZeitveiMltnis erregt werden, das dem Tastveihältnis Im unteren Geschwindigkeitsbereich wird die Gerade, der Wellenform Cl der Fig. 16 entspricht, dann z.B. /1, also von keiner der die Impulse Cl bis C9 nimmt der Schrittmotor eine Lage ein, die um ein darstellenden Linien geschnitten, und es kann und Zehntel von der stabilen Lage der Dreiphasen-Erre- soll die Impulsrückstellung wie oben beschrieben ergung A, B, C in Richtung der stabilen Lage der Zwei- io folgen, und die Erregung des Schrittmotors z. B. phasen-Erregung B, C verschoben ist. Wenn bei u:eser gemäß Tabelle II ablaufen. Im höheren Geschwindig-Annahme ein Befehlsimpuls CW in dem mittleren keitsbereich wird jedoch die Gerade, z. B. die Ge-Bereich zwischen zwei Impulsen der Impulsfolge Cl rade Il oder /3, von dem Abschnitt CS, der eine erzeugt wird, also z. B. an der Stelle, wo der Inhalt mittlere Impulsbreite darstellt, bzw. von dem Abdes Binärzählers 15 den Wert 3 aufweist, dann wird 15 schnitt Cl geschnitten, und es erfolgt in diesem Zeitder Inhalt des «-Zahlensystemzählers 3 sofort zu »2« punkt die Rückstellung. Die Folge ist, daß für größere und der Schrittmotor wiederholt die Dreiphasen- Impulsbreiten, als sie den angegebenen Impulsen Erregung A, B, C und die Zweiphasen-Erregung B, C entsprechen, eine volle Erregung auftritt, und die in einem Zeitverhältnis, das dem Tastverhältnis der wechselweise Zweiphasen/Dreiphasen-Erregung in eine Impulsfolge Cl entspricht, bis der nächste Befehls- 10 Dreiphasen-Erregung übergeht. Zur Vermeidung dieser impuls CW erzeugt wird. Im Hinblick auf den Über- Erscheinung wird, wie F i g. 18 B z. B. für den Imgang von der Impulsfolge Cl zur Impulsfolge Cl puls C5 zeigt, die Rückstellung für einen Impuls mit erscheint jedoch, da der Inhalt des Binärzählers 15 größerer Breite als C5 vorgenommen und für alle den Wert »3« aufweist, die Impulsfolge Cl tatsächlich, anderen Impulse, deren Impulsbreite nicht größer vienn sieben Impulse im Oszillator 13 erzeugt worden 25 ist, erfolgt eine Voreinstellung auf den numerischen sind, nachdem der Befehlsimpuls CW eingetroffen ist. Wert 5. Das heißt, wenn die Folgefrequenz der Be-Ls tritt demzufolge im Übergang von der Impuls- Befehlsimpulse CW bzw. CCW groß ist und der folge Cl auf die Impulsfolge Cl eine Zeitverzögerung Inhalt des /i-Zahlensystemzählers 3 nach F ig. 6 auf, und der Erregerstrom sowie das Drehmoment kleiner als »5« ist, wird der Inhalt des Binärzählers 15 des Schrittmotors nehmen zufolge dieser Zeitver- 30 jedesmal, wenn ein Befehlsimpuls CW bzw. CCW einzögerung ab. Da die Perioden der Impulsfolgen Cl trifft, auf »5« voreingestellt. Ist der Inhalt des n-Zahlenbis Cn konstant sind, ruft die Zeitverzögerung des Systemzählers 15 größer als »5«, wird der Inhalt des Schrittmotors eine unerwünschte Schwingung hervor, Binärzählers 15 jedesmal zurückgestellt, wenn ein wenn die Folgefrequenz der Befehlsimpulse CW, CCW Eingangsimpuls CW bzw. CCW eintrifft. Wenn der größer ist. 35 Inhalt des M-Zahlensystemzählers 3 kleiner als »5« ist,namely the following phenomenon. Let us assume that the content of the H-number system counter is equal to the time to the point of intersection between that of the straight line II and the line C5, and corresponds to a similar value "1", and the stepping motor in this way shows the straight line / 3 that the period of the Be-mode is driven that repeatedly the three missing pulse equal to the time duration up to the intersection phases A, B, C and the two phases B, C in a 5 point between the straight line / 3 and the line Cl . Time ratio which corresponds to the duty cycle. In the lower speed range, the straight line corresponding to the waveform C1 in FIG. 16 is then, for example, / 1, i.e. none of the pulses C1 to C9 takes the stepping motor into a position that intersects with a representative line , and it can and tenth of the stable position of the three-phase excitation should follow the pulse reset as described above ergung A, B, C in the direction of the stable position of the two-io, and the excitation of the stepper motor z. B. phase excitation B, C is shifted. If at u: eser run according to Table II. In the higher speed assumption a command pulse CW in the middle keitsbereich, however, the straight line, z. B. the Ge area between two pulses of the pulse train Cl rade II or / 3, from the section CS, which is generated, so z. B. at the point where the content represents the mean pulse width, or from the beginning of the binary counter 15 has the value 3, then 15 is cut Cl , and in this time the content of the "number system counter 3 is immediately at" 2 "point the provision. The result is that for larger and the stepping motor repeats the three-phase pulse widths than they correspond to the specified pulses excitation A, B, C and the two-phase excitation B, C , full excitation occurs, and in a time ratio that corresponds to Duty cycle of the alternating two-phase / three-phase excitation corresponds to a pulse train Cl until the next command 10 three-phase excitation passes. To avoid this pulse CW is generated. With regard to the over-appearance, as shown in FIG. 18 B e.g. B. for the transition from the pulse train Cl to the pulse train Cl puls C5 shows, however, the reset for a pulse appears because the content of the binary counter 15 is larger than C5 and has the value "3" for all, the pulse train Cl actually Other pulses, the pulse width of which is not greater than seven pulses generated in the oscillator 13, are preset to the numerical ones after the command pulse CW has arrived. Value 5. That is, if the repetition frequency of the Be-Ls occurs in the transition from the pulse command pulses CW or CCW is high and the following Cl to the pulse train Cl is a time delay content of the / i number system counter 3 according to FIG. 6 on, and the excitation current and the torque is less than "5", the content of the binary counter 15 of the stepper motor will decrease according to this time delay every time a command pulse CW or CCW is delayed. Since the periods of the pulse trains meet Cl, preset to "5". If the content of the n-number is constant up to Cn , the time delay of the system counter 15 is greater than "5", the content of the stepper motor causes an undesired oscillation, binary counter 15 is reset every time an if the repetition frequency of the command pulses CW, CCW input pulse CW or CCW arrives. If it's bigger. 35 The content of the M number system counter 3 is less than "5",

In F i g. 17 ist der Unterschied in der Charakteristik wird eine der Impulsfolgen im UND-Gatter AND3 für den Fall der Synchronisation und den Fall der ausgewählt. Da der Inhalt des Binärzählers 15 auf Nicht-Synchronisation der Schaltung nach F ig. 6 »5« voreingestellt ist, wird jedesmal, wenn ein Bedargestellt. Auf der Ordinate ist das Abtriebsdreh- fehlsimpuls CW bzw. CCW eintrifft, die vom Oszillamoment und auf der Abszisse die Impulsfrequenz 40 tor 13 gelieferte Impulsfolge To von »5« an aufwärts aufgetragen. Wie das Schaubild zeigt, wird das größere gezählt. Als Folge hiervon sind die durch das Gatter Abtriebsdrehmoment bei Anwendung der Synchroni- AND3 ausgewählten Impulse Cl bis C5 stets »AUS«, sation erreicht. und es wird demzufolge kein Signal VPP bzw. VNP In Fig. 17 is the difference in the characteristic, one of the pulse trains in the AND gate AND3 is selected for the case of synchronization and the case of. Since the content of the binary counter 15 is based on non-synchronization of the circuit according to FIG. 6 "5" is preset, is displayed every time a. The output torque error pulse CW or CCW arrives on the ordinate, the pulse sequence To supplied by the oscillating moment and the pulse frequency 40 tor 13 on the abscissa from "5" upwards. As the diagram shows, the larger is counted. As a result, the output torque selected by the gate when using the synchronous AND3 pulses C1 to C5 are always "OFF" reached. and consequently there is no signal VPP or VNP

Wenn jedoch die erwähnte Rückstellung jedesmal erzeugt. Die Folge davon ist, daß sich der Schrittbei Anliegen des Eingangsschrittimpulses erfolgt, so 45 motor in einer exakten Dreiphasen-Erregung A, B, C wird klar, daß im hohen Drehzahlbereich die wechsel- befindet. Wird jedoch der Inhalt des n-Zi hlensystemweise Zweiphasen/Dreiphasen-Erregung z. B. in eine zählers 3 größer als »5«, dann wird durch das UND-Dreiphasen-Erregung übergeht und dabei der Wir- Gatter AND3 einer der Impulse C6 bis ClO auskungsgrad und das Ansprechverhalten leiden. Diese gewählt, und der Inhalt des Binärzählers 15 wird bei Erscheinung kann wie folgt erklärt werden. 50 jedem eintreffenden Befehlsimpuls Cif bzw. CCW If, however, the aforementioned reset is generated every time. The consequence of this is that the step takes place when the input step pulse is applied, so that the motor in an exact three-phase excitation A, B, C becomes clear that the speed range is changing. However, if the content of the n-number system-wise two-phase / three-phase excitation z. B. in a counter 3 greater than "5", then the AND three-phase excitation goes over and the WE gate AND 3 one of the impulses C6 to ClO auskungsgrad and the response suffer. This selected and the content of the binary counter 15 when it appears can be explained as follows. 50 each incoming command pulse Cif or CCW

F i g. 18 A stellt die Beziehung zwischen der Impuls- zurückgestellt. Der Binärzähler 15 zählt die vom breite der Impulsfolge Cl bis ClO des Dekodierers Oszillator 13 gelieferten Impulse To von »0« an auf- und der Periode der Befehlsimpulse CW bzw. CCW wärts, und deshalb wird der Ausgang des Gatters dar. Die Periode der Befehlsimpulse wird hierbei AND3 stets zu »1«. Es wird der Impuls VPP erzeugt, dargestellt durch den Schnittpunkt der Geraden /1 55 und der Erregungszustand wird zu einer exakten bis /3 mit einer der Linien, die die Impulsbreite der Zweiphasen-Erregung B, C. In ähnlicher Weise wiederImpulse Cl bis ClO veranschaulichen. Da die Ge- holt sich der Erregungszustand. Wie oben erwähnt, rade /1 keine der Linien schneidet, die die Impuls- wird die Funktionstabelle II für die Erregung in breite der Impulse Cl bis ClO veranschaulichen, Tabelle VIII geändert. Damit kann die wechselweise bedeutet dies, daß die Periode der Befehlsimpulse 60 Dreiphasen/Zweiphasen-Erregung aufrechterhalten länger ist als die der Impulse Cl bis ClO. Die Ge- werden. Tabelle VIII enthält nur Ausschnitte aus rade/2 zeigt, daß die Periode der Befehlsimpulse Tabelle U. Die übrigen Teile sind ähnlich.F i g. 18 A represents the relationship between the pulse deferred. The binary counter 15 counts the pulses To supplied by the width of the pulse train Cl to ClO of the decoder oscillator 13 from "0" upwards and the period of the command pulses CW or CCW downwards, and therefore the output of the gate is represented. The period of the command pulses AND3 always becomes "1". The pulse VPP is generated, represented by the intersection of the straight line / 1 55 and the state of excitation becomes an exact to / 3 with one of the lines which illustrate the pulse width of the two-phase excitation B, C. Similarly, pulses C1 to ClO again . Because the state of excitement gets caught. As mentioned above, rade / 1 does not intersect any of the lines that the pulse- the function table II for the excitation is to illustrate in width of the pulses C1 to C10, table VIII changed. Thus, alternately, this means that the period of the command pulses 60 three-phase / two-phase excitation is maintained longer than that of the pulses Cl to ClO. The become. Table VIII contains only excerpts from rade / 2 shows that the period of the command pulses Table U. The other parts are similar.

Hierzu 22 Blatt ZeichnungenFor this purpose 22 sheets of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Mehrphasenschrittmotors, dessen Rotor in Teilschritten durch aufeinanderfolgende gleichzeitige Einschaltung von gleichen oder unterschiedlichen Erregerzuständen in mehreren Wicklungen des Stators bewegt wird, wobei die Teilschritte zwischen den durch die Anzahl der Phasen und Zähne pro Phase bestimmten Schrittstellungen Hegen, d adurch gekennzeichnet, daß durch die Erregerzustände eine Folge von abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsschritten jeweils während des ganzen zwischen zwei Befehlsimpulsen liegenden Zeitintervalls erzeugt wird, wobei die Einschaltzeiten der die Vorwärts- und die Rückwärtsschritte bestimmenden Erregerzustände während eines Zeitintervalls in einem festen Verhältnis zueinander stehen, das nach jedem weiteren Fortschaltimpuls schrittweise durch Veränderung dessen Zählers und Nenners jeweils um den gleichen Betrag mit umgekehrten Vorzeichen verändert wird.1. Method for controlling an electric multiphase stepper motor, its rotor in partial steps by successive simultaneous activation of the same or different ones Excitation states in several windings of the stator is moved, with the sub-steps between the step positions determined by the number of phases and teeth per phase, thereby characterized that by the Excitation states a sequence of alternating forward and backward steps each during of the entire time interval between two command pulses, whereby the switch-on times the excitation states determining the forward and backward steps during a Time interval are in a fixed ratio to each other, after each further incremental pulse step by step by changing its numerator and denominator by the same amount is changed with the opposite sign. 2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer mehrere gleichzeitig zu erregende Wicklungen des Schrittmotors auswählenden Erregersteuerschaltung, wobei die Auswahl abhängig von Befehlsimpulsen erfolgt, die von einem numerischen Steuergerät zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das numerische Steuergerät (1) und die Erregersteuerschaltung (4) für die Wicklungen (WA bis WE) eine Schrittgebereinheit (3, 12, 13, dieren des Zählinhaltes und einer an den Dekodierer (20) und den Impulsgenerator (22) angeschlossenen Gatterschaltung (21), die mehrere der gleichzeitig zu erregenden Wicklungen {WA bis WE) des Schrittmotors auswählt und die befehlsimpulsmodulierten Signale (P 1, Pl, ... P 10) den ausgewählten Wicklungen abhängig vom Inhalt des Zählers (18) zuführt (F i g. 9A).2. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1 with a plurality of simultaneously to be excited windings of the stepping motor selecting exciter control circuit, the selection being made depending on command pulses supplied by a numerical control device, characterized in that between the numerical control device (1) and the excitation control circuit (4) for the windings (WA to WE) a pacer unit (3, 12, 13, dieren the count content and a to the decoder (20) and the pulse generator (22) connected gate circuit (21), which several of the simultaneously exciting windings {WA to WE) of the stepping motor and the command pulse modulated signals (P 1, Pl, ... P 10) the selected windings depending on the content of the counter (18) feeds (Fig. 9A). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (12, 22) einen Oszillator (13, 23) enthält, der Impulse (To, PT) erzeugt, einen Zähler (15, 24), der diese Impulse zahlt, sowie einen an den Zähler (15, 24) angeschlossenen Dekodierer (16, 25), der befehlsimpulsmodulierte Signale (C 1, C 2, ... Cn; Pl, P2, ...PlO) mit konstanter Periode und verschiedenen Impulsbreiten erzeugt, und daß eine Rückstellung des Inhaltes des Zählers (15, 24) jeweils bei Erzeugung eines Befehlsimpulses (CW, CCW) erfolgt (F i g. 6-(I); 9B).4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the pulse generator (12, 22) contains an oscillator (13, 23) which generates pulses (To, PT) , a counter (15, 24) which pays these pulses , and a decoder (16, 25) connected to the counter (15, 24) which generates command pulse modulated signals (C 1, C 2, ... Cn; Pl, P2, ... PlO) with constant periods and different pulse widths , and that the content of the counter (15, 24) is reset when a command pulse (CW, CCW) is generated (FIG. 6- (I); 9B).
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DE2164715B2 DE2164715B2 (en) 1976-09-16
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