DE2365671A1

DE2365671A1 - Anordnung zum ansteuern einer vorrichtung zum antrieb von schreib- und druckerwagen in datenschreibern

Info

Publication number: DE2365671A1
Application number: DE2365671A
Authority: DE
Inventors: Fritz Giebler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-02-27
Filing date: 1973-02-27
Publication date: 1975-10-30
Also published as: DE2365671B2; FR2219011A1; FR2219011B1; DE2365671C3

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, 12. JUN1197 5 Berlin und München Witteisbacherplatz 2

VPA 73/2015 B

Anordnung zum Ansteuern einer Vorrichtung zum Antrieb von Schreib- und Druckerwagen in Datenschreibern

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ansteuern einer Vorrichtung insbesondere zum Antrieb von Schreib- oder Druckerwagen in Datenschreibmaschinen oder dergl. unter Verwendung eines Linearmotors, bei dem auf zwei ferromagnetischen Schienen eine stromdurchflossene Spule beweglich geführt ist.·

Bei einem derartigen Antrieb ist neben der Schnelligkeit, der genauen Steuerbarkeit bei schrittweisem Betrieb und der Gleichmäßigkeit, insbesondere bei Verwendung in Tintenstrahlschreibern, auf eine geräuschlose Funktion Wert zu legen. Die bisher benutzten Antriebe verwenden eine Vielzahl von mechanischen Einzelteilen. So wird bei den heute verwendeten Datenschreibern der Schreibwagen vorzugsweise mit Hilfe von Seilzügen entlang einer parallel zum Papierwagen verlaufenden Führungsbahn bewegt. Eine Anordnung dieser Art eignet sich ganz besonders zur Verwendung eines Linearantriebs.

Es sind Linearmotoren bekannt_? bei denen ein elastischer Wicklungsträger in dem Luftspalt von mehreren Permanentmagneten bewegt wird (deutsches Patent 1 106 855), wobei die Stromzuleitung zu dem Wicklungsträger über Schleifenschuhe vor sich geht. Ss ist aufierdem bekannt, statt dem elastischen '.vicklungsträger eine starre Wicklungsplatte zu verwenden (französisches Patent 1 260 803)> oder statt der Wicklungsplatte den Magnetträger zu bewegen. Alle diese Linearmotoren verwenden jedoch lang ausgedehnte, über Schleifschuhe mit Strom versorgte Wicklungsspulen, d.h.

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die elektromotorische Kraft wirkt auf diese Spule und erzeugt einen Vortrieb, der mit Hilfe mechanischer Vorrichtungen an dieser Spule abgenommen v/erden muß, d.h. diese Spule ist äquivalent mit den Seilzügen der Antriebe in Datenschreibern, die bisher zur Anwendung kamen. Vorrichtungen dieser Art bringen wegen der zu beschleunigenden großen Massen keine entscheiderden Vorteile gegenüber bisher' verwendeten Antrieben mit Motoren über Seilzüge mit sich,

Aus der OS 2 126 481 ist ein Antrieb für eine Fernschreibmaschine unter Verwendung eines linearen Elektromotors bekannt, bei dem nach Anspruch 4 "zur Erzeugung des Magnetfeldes ein Dauermagnet (30, 336) zwischen zwei parallen Platten (332, 34, 354, 358), die über eine magnetische Brükke verbunden sind, angeordnet ist". Das Erzeugen des Magnetfeldes mit Hilfe eines langen Dauermagneten bedingt aber große Nachteile bei der Regelung der elektromotorischen Kräfte in der Antriebs spule. So ist die Fertigung von gleichmäßig magnet!sierten Platten, die sich über eine große Fläche erstrecken, technisch besonders schwierig. Wegen des benötigten Feldverlaufes können in dieser Anordnung die Magnetplatten auch nicht bis an den Rand der ferromagnetischen Schienen geführt werden, so daß sich insbesondere an den Kanten starke Streufelder ergeben. Die alternative Verwendung von Elektro magneten ist ebenfalls nicht durchführbar, geriauso wie eine ausreichend exakte örtliche Verände- · rung des Magnetfeldes, um zB„ eine ortsabhängige Kraft zu erzeugen. Die Lage im Luftspalt bedingt große Dimensionen der gesamten Anordnung und ein daraus resultierendes großes Gewicht.

Die Aufgabe der Erfindung ist, für einen Linearmotor eine Ansteueranordnung bereitzustellen, mit der es möglich ist, den Linearmotor exakt zu positionieren und seine Geschwindigkeit genau zu regeln.

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Diese Aufgabe -wird erfindungsgemäß gelöst, indem parallel zu der ferromagnetisehen Schiene eine Positionierschiene angeordnet ist, auf der Positionierraster angebracht -sind, und daß diese Raster vorzugsweise mit einer optoelektronischen Einrichtung abgetastet und dieses Abtastsignal dann einen Differentialabtaster zugeführt wird und daß diesem Differentialabtaster eine elektronische Einrichtung nachgeschaltet ist, die mit ihrem Ausgangssignal die Antriebsspule steuert.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist neben der Antrieb sspuel eine Meßspule vorgesehen, in der eine bewegungsabhängige Spannung induziert wird, wobei diese Spannung in einem Vergleicher mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und entsprechend über einen Verstärker die Antriebsspule steuert, ·

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß mit ihr ein Linearmotor nach Geschwindigkeit und Ort exakt angesteuert werden kann. Durch das Positionierraster kann der Motor entsprechend seiner Verwendung in einer Druckvorrichtung teilungs-.genau positioniert werden. Die Ansteueranordnung ist insbesondere auch zum schrittweisen Vortrieb des Linearmotors geeignet.

Ausführungsformen v/erden im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild der Erfindung in einem Drukker mit einer Regelschaltung für schrittweisen

Vorschub,
Figur 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung zum geschwin-

. digkeitsabhängigen Regeln eines Linearmotors und Figur 3 eine mögliche Schaltungsnaordnung des Regelkreises von Figur 2;

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Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild der Erfindung in einem Drucker mit einer Regelschaltung für schrittweisen Vorschub. Parallel zu der Magnetschiene 1, auf der die Antriebsspule 4 beweglich gelagert ist, ist eine Positio-.nierschiene 17 angebracht, auf der sich dreieckige Marken 17/1, 17/2 ... zur Positionierung des Schreibkopfes 6 befinden. Diese Marken werden vorzugsweise mit einer optoelektronischen Einrichtung 15» die je zwei Abtastpunkte 15a und 15b besitzt und mit der Antriebsspule 4 kraftschlüssig verbunden ist, abgetastet. Das Differenzsignal dieser beiden Meßpunkte wird mit Hilfe eines Differentia^- abtasters 16 einer elektronischen Einrichtung 27 zugeführt, die über den Verstärker 12 die Antriebsspule 4 steuert.

Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zum .geschwindigkeitsabhängigen Regeln eines Linearmotors. Mit einer Anordnung dieser Art läßt sich auf einfache V/eise ein Linearmotor gemäß der Erfindung steuern. Die bei der Bewegung des Schreibkopfes in der Meßspule 9 induzierte Spannung wird einem Vergleicher 10 zugeführt, dort mit einem vorher eingegebenen Sollwert 11,-der die Daten über Vorlauf, Rücklauf und Ruhe enthält, verglichen und einem Verstärker 12 zugeführt. Dieser Verstärker steuert in bekannter Weise über den Strom die Richtung und Geschwindigkeit des Druckerwagens 6. Die Regelung nach dein Oft läßt sich in der Weise, wie sie zB. von Positioniersystemen von Plattenspeichern her bekannt ist, bewerkstelligen. Als Weggeber kommen zB. ein induktiver Weggeber nach dem Mäanderprinzip, ein optischer Weggeber oder ein magnetischer Weggeber in Frage.

Figur 3 zeigt eine mö-gliche Schaltungsanordnung des Regelkreises von Figur 2 . Mit den beiden Transistoren T1 und T2 werden die.durch die Zenerdiode ZD1 stabilisierten Sollwerte für den Wagenvorlauf 13 und den Wagenrücklauf 14

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angeschaltet. Liegt keiner der beiden Vierte an, so ist durch den Widerstand R automatisch der Sollwert für den Ruhezustand des Wagens vorgesehen. Der Differenzverstärker OP vergleicht den Sollwert mit dem von der Meßspule 9 gelieferten Wert und steuert entsprechend über den Leistungsverstärker T3 und T4 die Antriebsspule 4. Der Widerstand RA begrenzt zusammen mit den beiden Zenerdioden ZD2 und ZDj5 den maximalen Strom in der Spule und damit die Kraft und die Beschleunigung am Wagen. Dies ist notwendig, da im Tintenstrahlschreiber die Beschleunigung über einen bestimmten Wert nicht hinausgehen darf, da sonst die Tintenversorgung nicht mehr gewährleistet ist.

Die grobe Positionierung nach dem Ort geschieht durch Abzählen der einzelnen Dreiecke 17/1» 17/2 ... der Positionierschiene 17. Die Ruhelage des Druckerwagens 6 ist eindeutig bestimmt durch die Zuordnung der Steigungen 18 und 19 der Positionierdreieeke 17/1, 17/2 .... Wird er aus dieser stabilen Lage infolge einer Krafteinwirkung ausgelenkt, so sorgt die Polarität des Differenzsignals der Abtastpunkte 15a und 15b in der Antriebsspule 4 für eine entgegengerichtete Kraft, die den Druckerwagen in die Ruhelage zurückführt.

Soll der Druckerwagen nun schrittweise von Positionierpunkt zu Positionierpunkt gefahren werden, so wird zunächst durch Betätigen der gekoppelten Schalter 20 und 21 die Bewegungsrichtung festgelegt. Gleichzeitig wird durch Invertieren des Differenzsignals mit Hilfe der Vorrichtung 22 eine instabile Lage hergestellt, d.h. der Stabilitätspunkt wird von der Dreiecksspitze 23 der Positionierpunkte in die Dreieckssenke 24 verlegt. Ein Auslenksignal 25, dessen Polarität die Bewegungsrichtung bestimmt, setzt .den Druckerwagen in Bewegung. Dieser wird nun beschleunigt und fährt infolge seiner Trägheit über die stabile Senke 24 hinweg, wobei die entgegengesetzt VPA 73/2015

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wirkende Kraft ihn abbremst. Um zu verhindern, daß sich der Schreibwagen 6 nun auf die Senke 24 stabilisiert, werden mit Hilfe eines Rückstellsignals 26' die Schalter 20 und 21 in ihre Ruhelage zurückgeführt. Dadurch wirkt auf die Antriebsspule 4 wiederum das ursprüngliche Differenzsignal, und der Schreibwagen 6 stabilisiert sich an der Dreiecksspitze 23a. Der -Zeitpunkt des Anlegens des Rückstellsignals 26 ist unter anderem von der Masse des Schreibwagens 6 und der Stärke und Dauer des Auslenkimpulses 25 abhängig und aus diesem Grunde wird das Rückstellsignal von einem einstellbaren Zeitglied gesteuert.

3 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

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1. Anordnung zum Ansteuern einer Vorrichtung insbesondere zum Antrieb von Schreib- oder Druckerwagen in Datenschreibern oder dergl. unter Verwendung eines Linearmotors,, bei dem auf zwei ferromagnetisehen Schienen eine stromdurchflossene Spule beweglich geführt ist, dadurch gekennze lehnet, daß parallel zu der ferromagnetisehen Schiene (1) eine Positionierschiene (17) angeordnet ist, auf der Positionierraster (.17/1, 17/2 ...) angebracht sind und daß diese Raster vorzugsweise mit einer optoelektronischen Einrichtung (15) abgetastet und dieses Abtastsignal einem Differentialabtaster (16) zugeführt wird und daß diesem Differentialabtaster eine elektronische Einrichtung (27) -nachgeschaltet ist, die mit ihrem Ausgangssignal die Antriebsspule (4) steuert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Antriebsspule (4) eine Meßspule (9) vorgesehen ist, in der eine bewegungsabhängige Spannung induziert wird, wobei diese Spannung -in einem Vergleicher (10) mit einem vorgegebenen Sollwert (11) verglichen wird und entsprechend über einen Verstärker (12) die Antriebsspule (4) steuert.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Antriebs für einen Tintenstrahlschreiber die Tintenstrahlschreiber die stabilisierten Sollwerte für den Wagenvorlauf (13) und den Wagenrücklauf (14) über Transistoren (T1, T2) an einen Operationsverstärker (OP) angeschlossen werden und daß an diesem Operationsverstärker (OP) ein Widerstand (R) liegt, über den automatisch der Sollwert für den Ruhezustand des Wagens vorgegeben wird, und daß der Operationsverstärker diesen Sollwert mit dem von einer Meßspule· (9)

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gelieferten Vert vergleicht und entsprechend ihrer Leistungstransistoren (T3j T4) eine Antriebsspule (4) steuert und daß zwischen den Transistoren ein Widerstand (RA) angeschaltet ist, der zusammen mit zv/ischenge schalteten Zenerdioden (ZD2, ZD3) den maximalen Strom in der Antriebsspule (4) und damit die Kraft und Beschleunigung am ¥agen begrenzt.

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