DE2217383B2

DE2217383B2 - Antriebsanordnung fuer den anforderungsbetrieb von lochstreifenlesegeraeten

Info

Publication number: DE2217383B2
Application number: DE19722217383
Authority: DE
Inventors: Julius Dr.rer.nat. 8500 Nürnberg Brunner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-04-11
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1976-01-29
Also published as: US3855513A; JPS4911232A; IT983732B; CH548066A; FR2180335A5; DE2217383A1

Description

bzw. - cos .J' abgehen.

55 durch einen Winkelstellungsgeber ausgelösten Stopimpuls angehalten wird.

Es ist bekannt, zum Antrieb eines Lochstreifens iflät einen Schrittmoto

annt, zum Antrie

ochstreifenlesegcrät einen Schrittmotor h Shittoren laswn sich

Die Erfindung be/.ieht sich auf eine Antriebsanordnung für den Anforderungsbetrieb von Lochstrcifenlesegeräten, bei der der Antrieb für die Antriebswalze über ein bistabiles Schaltelement durch einen Anforderungsimpuls gestartet und durch einen von der Winkelstellung der Antriebswelle abhängigen.

zu verwenden. Elektrische Schrittmotoren laswn 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 Schnttgeschwmd!,-keit zum überschwingen ihrer Schaustellung, was in vielen Fällen unerwünscht ist.

Ferner ist bekannt, als Antriebsmotor einen dauernd laufenden Motor zu verwenden, an dem das Band ζ B mit Hilfe einer Andrückvorrichtung zum Weitertransport angekuppelt wird. Schwierigkeiten bereitet hierbei die Einhaltung genauer Schaltstellungen insbesondere bei hohen Schrittgeschwindigkeiten. Schwierigkeiten bereue! aber auch das reibungslose Zusammenwirken des Streifenantrieb? mit dem Amncb derWickelvorrichtungdesLochstreifenlesegerates.Aii,

d, scm Grunde muß zwischen der Auf- und Ahv.ckelwalzc ein Vorratsweg, beispielsweise durch Einbau einer oder mehrerer Schleifen, vorgesehen scm.

Es ist ferner eine Antriebsanordnung der eingangbesÖhrhbenen Art bekanntgeworden (DT-OS 19 54 53^) bei der als Antrieb Tür die Antnebswal/e ein dauernd laufender Motor verwendet wird, der mn. dieser über ein elektromagnetische Kupplung m Antriebsverbindung sieht. Die elektromagnetische Kupplung wird durch elektrische Signale erregi. wobei das Einrücken der Kupplung über ein bisiabiles Sehaltelement durch einen Anforderungsimpuls erfolgt, während das Ausrücken durch einen von der Winkelstellung der Antriebswelle abhangigen, durch einen Winkclstellungsgeber ausgelösten Stopimpuls »esteuert wird. Auch bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung bereitet die Einhaltung genauer Schniistellunuen infolge des unvermeidlichen Nachlaufes insbesondere bei hohen Schrittgeschwindigkeiten erhebliche Schwierigkeiten. Der Nachlauf hängt von den jeweiligen Reibungsverhältnissen ab, die verschiedenen Einflüssen unterliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, cmc Antriebsanordnung Tür den Anforderungsbetrieb von Lochstreifenlesegeräten zu schaffen, mit der nicht in» hohe Bandgeschwindigkeiten crziclbar sind, sondern auch die einzelnen Schaustellungen exakt eingehalten werden können. Außerdem sollen die Vorratsspeicher vor den Auf- und Abwickelrollcn möglichst klein tieha'.tcn werden können.

Die Antriebsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein in der Drehzahl regelbarer Gleichstrommotor vorgesehen ist. dem ein Regelkreis für die Winkelstellung und ein Regelkreis Tür die Winkelgeschwindigkeit der Am riebswalze zugeordnet ist und daß der Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit durch den Anforderungsimpuls

und der Regelkreis für die Winkelstellung durch den tileichzeilig als Stopsignal dienenden Leseimpuls wirk-

6o sam wird.

Für den Anforderungsbetrieb ist es besonders vorteilh-'.ft. daß eine Grenzwertstufc vorgesehen ist. die veranlaßt, daß der Regelkreis für die Winkelstellung'' erst wirksam wird, wenn der Betrag des Geschwindigkeits-Sollwcrtes einen bestimmten Grenzwert unterschreitet und umgekehrt, wenn der Betrag des Gesehwindigkeits-Sollwertes einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird der Regelkreis für die Winkel-

peilung unwirksam und der Regelkreis Tür die Winkelgeschwindigkeit wirksam. Mit einer solchen Antriebsanordnung lassen sich Schrittzahlen von etwa 5ü(i Schritten Sek. erreichen.

hine besonders cxaKtc Win!.j'ate!!ungicrfassuri!i wird mit einem Winkelstellungsgeber erzielt, welcher

^je Signale sin " und -cos ^'abgibt, aus denen ein '

Ha ■ iu

Siena! der Funktion sin _> · sign I — cos ^

bildet wird, wobei u die Winkelposition und ;i die Anzahl der Raststellungen pro Umdrehung der Antriebswalze bedeuten.

An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Eriindungsgegenstandes dargestellt ist. wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Antriebsanordnung fi^:r den Anforderungsbetrieb eines Lochstreifenlesegerätes bei Verwendung sowohl eines Regelkreises für die Winkelfteilung als auch eines Regelkreises für die Winkelgeschwindigkeit,

F i g. 2 einen besonders günstigen Signalverlauf für den Winkel-Funktionsgeber.

F i g. 2a und F i g. 2b die Signale zur Bildung des Sicnals gemäß F i g. 2, F i g. 2c winkelstellungsab liängige Leseimpulse und

Fi g. 3 ein Schaltungsbeispiel zur Bildung der Funktion gemäß F i g. 2.

Mit Af ist in F i g. I ein in der Drehzahl regelbarer Gleichstrommotor bezeichnet, und zwar ein solcher. der eine sehr geringe Massenträgheit des Laniers besitzt. Die Welle des Motors treibt eine in der Zeichnung nicht dargestellte Stachelwalze an zum Antrieb eines Lochstreifens. Ferner werden von der Welle des Gleichstrommotors M eine Tachomaschine T zur Bildung des Drehzahl-Istwertes und ein Funktionsgeber FG zur Bildung des Winkelstcllungs-Istwertes angetrieben. Der Funktionsgeber FG gibt beispielsweise Signale gemäß F i g. 2a und 2b ab. Mit Hilfe einer Funktionsstufe FS (F i g. 3) wird aus diesen beiden Signalen die in F i g. 2 darsgestellte Funktion gebildet, was weiter unten noch näher erläutert wird. Diese Funktion wird einem Winkelstellungsreglcr P z.ugefiihrt. Der Winkelstellungsregler P beeinflußt über einen Schalter Sl und eine Steuerschaltung ST den Gleichstrommotor M. Ferner ist ein Winkelgeschwindigkeitsregler V vorgesehen, der über einen Schalter S2 ebenfalls auf die Steuerschaltung ST einwirkt. Der Winkelgeschwindigkeitsreglcr V erhält seinen Istwert von der Tachomaschinen 7' über einen Widerstand R1. Der Geschwindigkeitssollwert r*des !-Reglers kann mit Hilfe der beiden Schalter S3 und S4 wahlweise entweder auf einen bestimmten Wert u, 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 Lösung ein Anforderungssignal A und über die untere Leitung ein Leseimpuls L eingegeben werden kann. Mit G ist eine Grenzwertstufe bezeichnet, die in Abhängigkeit von der Höhe des Geschwindigkeitssollwerles c* entweder den Schalter Sl oder den Schalter S2 einschaltet. Damit wird bezweckt, daß bei Unterschreiten eines bestimmten oberen Grenzwertes des Geschwindigkeits-Sollwertes der Winkelgeschwindigkeitsregler V wirkungslos gemacht und der Winkelstellungsregler P zur Wirkung gebracht wird, überschreitet dagegen der Betrag des Geschwindigkeitssollwertes i* wieder den genannten Grenzwert, dann wird der Winkelstellungsregler P wirkungslos und der Wir.kelgesehwindigkeitsregler V im Eingriff sein.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 ist wie folgt: Das Stachelrad möge in der

In
Position k ■ --■■ {k = 1.2.. .n) stehen. Soll nun das

Stachelrad um eine Position w eingeschaltet v,erden. wird ein Anforderungsimpuls .-1 auf die bistabile Kippstufe K gegeben. Diese setzt den Geschwindigkeitssollwert r* über den Schalter S3 aul den Wert u_s. Da dieser Wert über dem Grenzwert der Grenzwertstufe liegt, schließt ein Signal der Grenzwertstufe G den Schalter S2 und öffnet den Schalter Sl. so daß nur der Winkelgeschwindigkeitsregler V zur Wirkung kommt. Der Winkelgeschwindigkcitsregler Γ sucht nun diese Sollgeschwindigkeit einzuregeln. In der Position {k + \ 2| 2n η wird durch einen Leseimpuls /. die bistabile Kippstufe K umgestoßen, wodurch über den Schalter S4 der Geschwindigkeitssollwert r* auf Null gesetzt wird. Beim Unterschreiten des oberen Grenzwertes spricht die Grenzwertstufe G erneut an und öffnet Schalter S 2, während der Schalks ter.S'l schließt. Damit wird der Winkelstellungsregler P wirksam, und dieser such! den Motor in die neue Position lA - 1)2.1 u einzustellen. Falls nach der übernähme der Information sofort ein neuer Anforderungsimpuls .4 auf die Kippstufe gegeben wird. wird der Geschwindigkeitssollwert 1* wieder auf den Wert u_s gesetzt, und der Leser liest praktisch mit der konstanten Geschwindigkeit r*. 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 Rastslellungen auf Null gebracht, bis eben wiederum eine neue Information durch einen Anforderungsimpuls .4 angefordert wird.

F i g. 2 zeigt einen besonders günstigen Signalverlaui für den Winkelfunktionsgeber; er entspricht der Funktion sin ■ "" sign (-cos · '-,"). wobei .< die

•Winkelstellung des Stachelrades und η die Anzahl der Stacheln am Umfang bedeutet. Wird ein solches Signal einem Regler für die Winkelstellung als Sollwert zugeführt, so sind die Winkelstellungen <i_k = A

(A = I. !...η) stabile Stellungen. Der Phasensprung bei [ k

/1

kann dann zur Er/euüimn

55 der w inkelslellungsabhängigen
Ii ti. 2c benutzt werden.

Zur Realisieruni: des Signals sin

Leseimpulse gemäß

•In ■ / "'

■siiinl-cos ,

kann mit der den Lochstreifen antreibenden Stachelwalze eine periodisch magnetisierte Magnetscheibe

mit " Magnetisierungsperioden verbunden sein. Zwei räumlich feststehende und gegeneinander justierte

H al !generatoren liefern
cos '' nemäß

1 11. ^

die Signale sin ., bzw. und 2h. Das erste Signal

sin "I' wild verstärkt (Faktor Γ) und invertiert, das /weite Signal cos '\' einem bistabilen Kippverstärker K 2 zugeführt, so daß ein binäres Signal ß

entsteht, das den Zustand H hat für solche Winkel- Γ · sin -," /um Ausgang des Winkelfunktionsgcbers IS

bereiche. in denen —cos

urößer als Null ist und

den Zustand L für Bereiche. in denen -cos " kleiner

als Null ist. Nun wird mit Hilfe zweier Schalter S5 und S6, die beispielsweise Feldeffekttransistoren sein können, und Ansteuerstufen An für B=H das Signal durchgeschaltct, für B = L das Signal I- sin I₁' .

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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsanordnung für den Anforderungsbetrieb von Lochstreifenlesegeräten, bei der der Antrieb für die Antriebswalze über ein bistabiles Schallelement durch einen Anforderungsimpuls gestartet und durch einen von der Winkelstellung der Antriebswelle abhängigen, durch einen Winkel- * Stellungsgeber ausgelösten Stopimpuls angehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein in der Drehzahl regelbarer Gleichstrommotor (A/) vorgesehen ist. dem ein Regelkreis für die Winkelstellung (FG, FS, P, S₁) und ein Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswalze (T, V, S₂) zugeordnet ist und daß der Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit (T, V, S₂) durch den Anforderungsimpuls (A) und der Regelkreis für die Winkelstellung (FG, FS, F. S₁) durch den gleichzeitig als Stopsignal dienenden Leseimpuls (L) wirksam wird.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grenzwertstufe (G) vorgesehen ist, die veranlaßt, daß der Regelkreis (FG, FS, P, S₁) für die Winkelstellung erst wirksam wird, wenn der Betrag des Geschwindigkcits-Sollwcrtes (1*) einen bestimmten Grenzwert unterschreitet und umgekehrt, wenn der Betrag des Geschwindigkeits-Sollwertes (r*l einen bestimmten Grenzwert überschreitet, wird der Regelkreis für die Winkelstellung (FG, FS, P, S₁) unwirksam und der Regelkreis für die Winkelgeschwindigkeit (T,

V. S₂) wirksam.

3. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daü die Winkelstellung der Antriebswalze mit Hilfe eines Winkclstellungßgebers (FG) erfaßt wird.

welcher die Signale sin " und — cos "^¹ abgibt, aus denen ein Signal der Funktion sin I₁' ■ sign ί — cos y J gebildet wird, wobei κ die Winkelposition und »ι die Anzahl der Raststellungen pro Umdrehung der Antriebswalze bedeutet.

4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3. dudurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Winkelstellung eine periodisch magnctisiertc Magnetscheibe mit ., Magnetisierungsperioden verbunden ist. an welcher zwei feststehende, urn 90 el gegeneinander versetzte Hallgeneratoren derart angeordnet sind, daß sie die Signale sin "