DE2217383A1

DE2217383A1 - Antriebsanordnung fuer den anforderungsbetrieb von lochstreifenlesegeraeten

Info

Publication number: DE2217383A1
Application number: DE2217383A
Authority: DE
Inventors: Julius Dr Rer Nat Brunner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-04-11
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1973-11-08
Also published as: US3855513A; JPS4911232A; DE2217383B2; IT983732B; CH548066A; FR2180335A5

Description

Antriebsanordnung für den Anforderungsbetrieb von Lochstreifenlesegeräten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für den Anforderungsbetrieb von Lochstreifenlesegeräten.

Es ist bekannt, zum Antrieb eines Lochstreifens in einem Lochstreifenlesegerät einen Schrittmotor zu verwenden. Elektrische Schrittmotoren lassen sich erfahrungsgemäß infolge der relativ großen Massenträgheit des Läufers nur bis zu einer Schrittgeschwindigkeit von 200 Schritten pro Sekunde einsetzen. Außerdem neigen sie bei höherer Schrittgeschwindigkeit zum überschwingen ihrer Schrittstellung, was in vielen Fällen unerwünscht ist.

Ferner ist bekannt, als Antriebsmotor einen dauernd laufenden Motor zu verwenden, an dem das Band z.B. mit Hilfe einer Andrückvorrichtung zum Weitertransport angekuppelt wird. Schwierigkeiten bereitet hierbei die Einhaltung genauer SchrittStellungen insbesondere bei hohen Schrittgeschwindigkeiten. Schwierigkeiten bereitet aber auch das reibungslose Zusammenwirken des Streifenantriebs mit dem Antrieb der Wickelvorrichtung des Lochstreifenlesegerätes. Aus diesem Grunde muß zwischen der Auf- und Abwickelwalze ein Vorratsweg, beispielsweise durch Einbau einer oder mehrerer Schleifen, vorgesehen sein.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung für den Anforderungsbetrieb von Lochstreifenlesegeräten zu schaffen, mit der nicht nur hohe Bandgeschwindigkeiten erzielbar sind, sondern auch die einzelnen Schrittstellungen exakt eingehalten werden können. Außerdem sollen die Vorratsspeicher vor den Auf- und Abwickelrollen möglichst klein gehalten werden können.

Die Antriebsanordnung gern, der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Drehzahl regelbarer Gleichstrommotor vorgesehen ist, dem ein Regelkreis für die Winkelstellung der den Lochstreifen antreibenden Antriebswalze zugeordnet ist.

Für den Anforderungsbetrieb ist es besonders vorteilhaft, daß dem Gleichstrommotor außer dem Regelkreis für die Winkelstellung noch ein Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswalze zugeordnet ist, wobei der Regelkreis für die Winkelstellung erst wirksam wird, wenn der Betrag des Geschwindigkeits-Lollwertes einen bestimmten Grenzwert unterschreitet und umgekehrt, wenn der Betrag des Geschwindigkeits-Sollwertes einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird der Hegelkreis für die Winkelstellung unwirksam und der Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit wirksam. Mit einer solchen Antriebsanordnung lassen sich Schrittzahlen von etwa 500 Schritten/sek erreichen.

Eine besonders exakte Winkelstellungserfassung wird mit einem Winkelstellungsgeber erzielt, welcher die Signale sin ■*— und -cos ^=¹ abgibt, aus denen ein Signal der Punktion sin . sign(-cos ——) gebildet wird, wobei c**- die Winkelposition und η die Anzahl der Raststellungen pro Umdrehung der Antriebswalze bedeuten.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Antriebsanordnung für den Anforderungsbetrieb eines Lochstreifenlesegerätes bei Verwendung sowohl eines Regelkreises für die Winkelstellung als auch

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eines Regelkreises für die Winkelgeschwindigkeit. Pig. 2 einen besonders günstigen Signalverlauf, für den Y/inkel-

Punktionsgeber,
Pig. 2a und Pig. 2b die Signale zur Bildung des Signals gemäß Pig. 2, Pig. 2c winkelstellungsabhängige Leseimpulse

und
Pig. 3 ein Schaltungsbeispiel zur Bildung der Punktion gemäß Pig. 2.

Mit M ist in Pig. 1 ein in der Drehzahl regelbarer Gleichstrommotor bezeichnet, und zwar ein solcher, der eine sehr geringe Massenträgheit des Läufers besitzt. Die Y/elle des Motors treibt eine in der Zeichnung nicht dargestellte Stachelwalze an zum Antrieb eines Lochstreifens. Perner werden von der Welle des Gleichstrommotors M eine Tachomaschine T zur Bildung des Drehzahl-Istwertes und ein Punktionsgeber PG zur Bildung des Y/inkelstellungs-Istwertes angetrieben. Der Punktionsgeber PG gibt beispielsweise Signale gem. Pig. 2a und 2b ab. Mit Hilfe einer Punktionsstufe PS (Pig. 3) wird aus diesen beiden Signalen die in Pig. 2 dargestellte Punktion gebildet, was weiter unten noch näher erläutert wird. Diese Punktion wird einem Winkelstellungsregler P zugeführt. Der Winkelstellungsregler P beeinflußt über einen Schalter S1 und eine Steuerschaltung ST den Gleichstrommotor M. Perner ist ein Winkelgeschwindigkeitsregler V vorgesehen, der über einen Schalter S2 ebenfalls auf die Steuerschaltung ST einwirkt. Der Winkelgeschwindigkeitsregler V erhält seinen Istwert von der Tachomaschine T über einen Widerstand R1. Der Sollwert ν des V-Reglers kann mit Hilfe der beiden Schalter S3 und S4 wahlweise entweder auf einen bestimmten Wert u_s oder auf den Wert Null gesetzt werden. Die Schalter S1 bis S4 sind vorzugsweise kontaktlos ausgebildet. Die Ansteuerung der Schalter S3 und S4 erfolgt über eine bistabile Kippstufe K, wobei über die obere Leitung ein Anforderungssignal A und über die untere Leitung ein Leseimpulsleingegeben werden kann. Mit G ist eine Grenzwertstufe bezeichnet, die in Abhängigkeit von der Höhe des Geschwindigkeitauollwertea ν entweder den Schalter S1 oder den Schalter L2 einschaltet. Damit wird bezweckt, daß bei Unterschreiten

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eines bestimmten oberen Grenzwertes des Geschwindigkeits-Sollwertes der Geschwindigkeitsregler V wirkungslos gemacht und der Winkelstellungsregler P zur Wirkung gebracht wird. Überschreitet dagegen der Betrag des Geschwindigkeitssollwertes wieder den genannten Grenzwert, dann wird der Winkelstellungsregler P wirkungslos und der Geschwindigkeitsregler V im Eingriff sein.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ist

2Tt

wie folgt: Das Stachelrad möge in der Position k . —-— (k = 1,2...n) stehen. Soll nun das Stachelrad um eine Position weitergeschaltet werden, wird ein Anforderungsimpuls α auf die bistabile Kippstufe K gegeben. Diese setzt den Geschwindigkeitssollwert ν über den Schalter S3 auf den Wert u. Da dieser Wert über dem Grenzwert der Grenzwertstufe liegt, öffnet ein Signal der Grenzwertstufe G den Schalter S2 und schließt den Schalter S1, so daß nur der Geschwindigkeitsregler V zur Wirkung kommt. Der Geschwindigkeitsregler V sucht nun diese Sollgeschwindigkeit einzuregeln. In der Position (k + 1/2) 2^" / η wird durch einen Leseimpuls L die bistabile Kippstufe K umgestoßen, wodurch über den Schalter S4 der Sollwert v^x auf Null gesetzt wird. Beim Unterschreiten des oberen Grenzwertes spricht die Grenzwertstufe G erneut an und schließt Schalter S2, während der Schalter S1 aufmacht. Damit wird der Winkelstellungsregler P wirksam und dieser sucht den Motor in die neue Position (k + 1) 2 7/ /n einzustellen. Falls nach der Übernahme der Information sofort ein neuer Anforderungsimpuls A auf die Kippstufe gegeben wird, wird der Geschwindigkeitssollwert ν wieder auf den Wert u gesetzt und der

^s _x

leser liest praktisch mit der konstanten Geschwindigkeit ν Wenn von der Übernahme der Information an bis zur Anforderung einer neuen eine mehr oder weniger kurze Zeit vergeht, wird durch den Winkelstellungsregler P die Geschwindigkeit des Motors reduziert oder in den Raststellungen auf Null gebracht, bis eben wiederum eine neue Information durch einen Anforderungsimpuls α angefordert wird.

Fig. 2 zeigt einen besonders günstigen Signalverlauf für den Winkelfunktionsgeber; er entspricht der Funktion sin . -r—

3 0 9 8 4 5 / 0 5 /.;■ 1

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sign(-oos .ψ^-), wobei C^die Winkelstellung des Stachelrades und η die Anzahl der Stacheln am Umfang "bedeuten. Wird ein solches Signal einem Regler für die Winkelsτ ellung als

of" Sollwert zugeführt, so sind die Winkelstellungen ^ = k . -—■ (k = 1,2...n) stabile Stellungen. Der Phasensprung bei

1 2 π
(k + —k~) =rf— kann dann zur Erzeugung der· winkelst ellungsabhängigen Leseimpulse gemäß Fig. 2c benutzt werden.

Zur Realisierung des Signals sin ₂' · sign(-cos ^^ ) kann mit der den Lochstreifen antreibenden Stachelwalze eine periodisch magnetisiert^ Magnetscheibe mit S— Magnetisierungsperioden verbunden sein. Zwei räumlich feststehende und gegeneinander justierte Hallgeneratoren liefern die Signale sin ψ^- bzw. -cos Tp^ gemäß Fig. 2a und 2b. Das erste Signal

sin ird verstärkt (Yaktor Y) und- invertiert, das zweite Signal -cos einem bistabilen Kippverstärker K2 zugeführt, so daß ein binäres Signal B entsteht, das den Zustand H hat für solche Winkelbereiche, in denen -cos größer als Null ist und den Zustand L für Bereiche, in denen -cos—^^· kleiner als UuIl ist. Nun wird mit Hilfe zweier Schalter S5 und 36, die beispielsweise Feldeffekttransistoren sein können, und Ansteuerstufen An für B=H das Signal Y „ sinp⁰^ zum Ausgang des Winkelfunktionsgebers FS durchgeschaltet, für B = L das Signal -Y . sin . τ^·*

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist auch als Schrittantrieb für Positionssteuerungen verwendbar. Der Winkelfunktionsgeber kann auch anders ausgebildet sein; auch kann ein ähnlich verlaufendes Signal Verwendung finden.

4 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

Antriebsanordnung für den Anforderungsbetrieb von Lochstreifenlesegeräten, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Drehzahl regelbarer Gleichstrommotor vorgesehen ist, dem ein Regelkreis für die Winkelstellung der den Lochstreifen antreibenden Antriebswalze zugeordnet ist.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichstrommotor außer dem Regelkreis für die Winkelstellung noch ein Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswalze zugeordnet ist, wobei der Regelkreis für die Winkelstellung erst wirksam wird, wenn der Betrag des Geschwindigkeits-Sollwertes einen bestimmten Grenzwert unterschreitet und umgekehrt, wenn der Betrag des Geschwindigkeits-Sollwertes einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird der Regelkreis für die Winkelstellung unwirksam und der Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit wirksam.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung der Antriebswalze mit Hilfe eines Winkelstellungsgebers erfaßt wird, welcher die Signale sinlj^· und -cos—8-^ abgibt, aus denen ein Signal der Funktion sin · sign(-coS ) gebildet wird, wobei ok die Winkelposition und η die Anzahl der Raststellungen pro Umdrehung der Antriebswalze bedeuten.
4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Winkelstellung eine periodisch magnetisierte Magnetscheibe mit —*■ Magnetisierungsperioden verbunden ist, an welcher zwei feststehende, um 90 el gegeneinander versetzte Hallgeneratoren derart ange-

n ei '2

abgeben.

ordnet sind, daß sie die signale sin-p-^¹ bzw. -cos

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