DE2543668A1 - Inkremental regelbarer antrieb - Google Patents
Inkremental regelbarer antriebInfo
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Description
Dipl-Ing. Qerhard SAwan
München 83, Elfenetr. 32
3 0. Sep. 1975
Papst Motoren KG 7742 St. Georgen / Schwarzwald
Inkremental regelbarer Antrieb
Die Erfindung betrifft einen inkremental regelbaren Antrieb mit einem in einem Regelkreis liegenden Motor, der in Abhängigkeit
von einem Geschwindigkeitssignal und einem von einem Weggeber gelieferten Wegsignal in vorbestimmten Stellungen anhaltbar ist.
Bei einem bekannten Antrieb dieser Art (DT-OS 2 246 543) sind
ein Geber für ein der jeweiligen Geschwindigkeit entsprechendes
Signal und ein Geber für ein Signal vorgesehen, das der bis
zum Erreichen der jeweiligen Sollstellung nach zurückzulegenden Weglänge entspricht. Dem Weglängengeber ist ein Speicher für den
Zusammenhang zwischen den zulässigen Geschwindigkeitswerten und den bis zum Erreichen der Endstellung zurückzulegenden Weglängen
zugeordnet. Es ist ferner eine Vergleichsvorrichtung vorhanden, die das Signal für die jeweilige Geschwindigkeit mit einem Sig-
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nal für die zulässige Geschwindigkeit vergleicht und den Motor
entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleichs mit Strom versorgt. Die bekannte Anordnung ist aufwendig und scheidet schon aus
diesem Grunde für zahlreiche Anwendungsfälle aus« So muß zusätzlich zu dem Weggeber ein gesonderter Geschwindigkeitsgeber,
beispielsweise ein Tachogenerator, vorgesehen sein» Für die Erfassung der bis zum Erreichen der Endstellung zurückzulegender
Weglänge sind weitere relativ komplizierte und damit kostspielige Anordnungen erforderlich.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde „ einen
inkremental regelbaren Antrieb zu schaffen, der es erlaubt, genau
und schnell von einer zur nächsten Sollstellung überzugehen^ ohne daß es dazu aufwendiger Mittel und Maßnahmen bedarf.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels des
Weggebers mindestens zwei um einen vorbestimmten Schritt gegeneinander versetzte Teilsignale erzeugbar sind, die während einer Motorbewegung
um einen vorbestimmten Bruchteil des Schrittes einen im wesentlichen konstanten Pegelwert haben und während des restlichen Bruchteils des Schrittes von diesem Pegelwert aus auf einer
Ruhewert abfallen oder ansteigen, daß dem Weggeber eine Proportionalstufe
und eine Differentialstufe nachgeschaltet sind, die aus
dem Ausgangssignal des Weggebers einen Proportionalanteil und einen Differentialanteil ableiten, und daß der Motor mit einem
durch Verknüpfung von Proportional- und Differentialanteil gebildeten Stellsignal beaufschlagbar ist.
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Während des konstanten Pegelwertes des Weggeber signals ward dei-Motor
unter dem Einfluß des Proportional.anteils beschleunigt. Sobald
dann nach dem vorbestimmten Bruchteil des Schrittes die ansteigende bzw» abfallende Flanke des Weggeberteilsignals auftritt,
überwiegt zunächst der Differentialanteil, auf Grund dessen eine
Abbremsung des Motors erfolgt» Anschließend lauft der Motor lagegeregelt
in die nächste Sollstellung ein. Der erfindungsgemäße Antrieb läßt sich mit verhältnismäßig einfachen Mitteln realisieren.
Unerwünschte Pendelschwingungen um die Ruhelage lassen sich weitgehend vermeiden. Die Schrittpositionen werden im wesentlichen
trägheitslastunabhängig rasch und genau erreicht.
Bei dem Motor kann es sich um einen normalen linearen oder rotierenden,
vorzugsweise zweisträngigen Synchron-Motor, Kollektormotor oder kollektorlosen Gleichstrommotor handeln. Unter Anwendung
des erfindungsgemäßen Prinzips kann jeder derartige Motor auf einfache Weise als Schrittmotor betrieben werden. Voraussetzung
ist nur, daß die elektrische Zeitkonstante klein gegenüber der mechanischen Zeitkonstanten bleibt.
Soll die Bewegungsrichtung des Motors wahlweise umkehrbar sein, sind
-mittels des Weggebers mindestens drei um den Schritt, gegeneinander
versetzte Teilsignale (Phasen) erzeugbar, die während einer 'Motorbewegung um einen vorbestimmten Bruchteil des Schrittes in Abhängigkeit
von der gewünschten Bewegungsrichtung einen ersten oder
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zweiten im wesentlichen konstanten Pegelwert haben und während des restlichen Bruchteils des Schrittes vom erster« bzw, zweiten
Pegelwert aus auf den Ruhewert abfallen oder ansteigen, und ist ferner die Reihenfolge der Weggeberteilsignale vertauscnbar.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von Proportional- und Differentialanteil
einstellbar. Dadurch wird es möglich, das Schwmgve.-halten
des Antriebes optimal auf die jeweiligen Betriebsverhältnisse abzustimmen .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Regelkreis derart ausgelegt, daß am Motor schon die volle Beschleunigungsspannung ση-liegt,
bevor das jeweils verarbeitete Weggeberteilsignal seinen dem
im wesentlichen konstanten Pegel entsprechenden Maximal- bzw. Minimalwert erreicht hat. Infolgedessen wird der Motor beim Übergang
von einer zur nächsten Sollstellung zunächst maximal beschleunigt.
Um die Zeit für den Übergang zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Sollstellungen insgesamt besonders klein zu halten, ist der Regelkreis ferner vorzugsweise derart ausgelegt, daß'nach Übergang von
dem im wesentlichen konstanten Pegel, das heißt dem Maximalwert bzw« Minimalwert des Weggeberteilsignals, auf- die daran anschließende
Flanke dieses Signals am Motor bis kurz vor Erreichen der nächsten Sollstellung die volle Bremsspannung anliegt. Nur das letzte Wegstück
bis zur folgenden Sollstellung wird in geregelter Weise zurückgelegt. Diese Schaltungsauslegung hat zugleich den Vorteil, daß
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der den Motor speisende Leistungsverstärker mehr wie ein Schalter
als ein Analogverstärker arbeitet. Dadurch bleibt die Verlustleistung
relativ klein.
Der Weggeber ist vorteilhafterweise derart ausgelegt, aaß die abgegebenen
Weggeberteilsignale einem geschwindigkeitsoptimalen Schr-ittbetrieb
angepasst sind.
Da im allgemeinen davon ausgegangen weraen kann, daß Beschleunigung
und Abbremsung des Motors mit ungefähr gleiche^ Zeitkcnstante erfolgen,
liefert der Weggeber konstante Pegelwerte zweckmäßig über jeweils eine im wesentlichen dem halben Schritt entsprechende Strecke,
Die Beschleunigungs- und die Bremsphase sind bei einer solchen Auslegung
ungefähr gleich lang. Durch diese Betriebsweise wird die
nächste Sollposition in optimal kurzer Zeit erreicht.
Zweckmäßigerweise ist dafür gesorgt, daß die Flanken der Weggeberteilsignale in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg im wesentlichen
linear ansteigen bzw. abfallen. Für besondere Lastfälle καηη dxe
Form der Weggeberteilsignale der Last aber auch in anderer Weise optimal angepasst werden.
Der Weggeber erfordert einen besonders geringen Aufwands wenn er als optoelektronische Einheit ausgebildet ist. Er weist dabei zweckmäßig
eine synchron mit der Motorbewegung angetriebene, durch den Strahlengang zwischen einer Lichtsender- und einer Lichtempfängereinheit
hindurchbewegbare Strichblende auf, die vorzugsweise zwecks
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Vorgabe unterschiedlicher Schritte auswechselbar ist»
Hat die Strichblende eine Teilung., die mindestens dem dreifachen
Wert des Schrittes entspricht, läßt sich die St.i~ichblende universell
für Schrittmotorbetrieb in der einen oder der anderen Bewegungsrichtung sowie für Anwendungsfälle einsetzen, bei denen die
Bewegungsrichtung wahlweise vorgebbar ist.
Bei verhältnismäßig großen Schritten ist vorzugsweise der Strahlengang
punkt- oder schlitzförmig und hat die Strichblende eine sich
in der Bewegungsrichtung wiederholende Folge von Hellbereichen, zunehmend dunkler werdenden Graukeilen, Dunkelbereichen und zunehmend
heller werdenden Graukeilen, wobei in Bewegungsrichtung
der Strichblende die Hell- und Dunkelbereiche jeweils über eine von der Phasenzahl unabhängige Strecke, z.B. einen halben Schritt,
sowie die Graukeile jeweils über ungefähr einen vollen Schritt reichen.
Für verhältnismäßig kleine Schritte eignet sich eine Ausführungsform, bei welcher der Strahlengang eine mindestens dem Schritt
entsprechende Breite hat und die Strichblende in Bewegungsrichtung abwechselnde Hell- und Dunkelbereiche aufweist, die sich jeweils
fn
über eine im wesentlichen dem 1Z fachen des Schrittes entsprechende
Länge erstrecken- wobei m die Anzahl der vom Weggeber erzeugten Teilsignale oder die Phasenzahl bedeutet.
Der Weggeber kann zweckmäßig eine der Anzahl der Weggeberteilsignale
entsprechende Anzahl von wechselweise ansteuerbaren Licht-
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sondern aufweisen,, denen ein gemeinsamer oder jeweils ein eigener
Lichtempfänger zugeordnet sein kann. Die erstgenannte Ausbildungsform
kommt mit einem einzigen. Lichtempfänger· aus, erfordert aoer
je nach der Größe des Schnittes mehr oder minder aufwendige optische
Elemente, umd das jeweils von den einzelnen Lichtsendern emittierte
Licht auf den gemeinsamen Lichtempfanger zu richten.
Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform ist der Weggeber
mit einer der Anzahl der Weggeberteilsignale entsprechenden
Anzahl von wechselweise ansteuerbaren Li chtemp fänger η versehen,, die
mit einem gemeinsamen oder mehreren getrennten- standig lichtemittierenden
Lichtsendern zusammenwirken.
Die einzelnen Lichtsender und/oder -Empfänger können mit eine-- gemeinsamen
Strichblendenspur zusammenwirken und in Bewegungsrichtung
dieser Spur im Abstand z.B. eines Schrittes voneinander· angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, die einzelnen Lichtsender
und/oder- Empfänger mit jeweils einer eigenen Strichblendenspur zusammenwirken zu lassen-. Im einen wie im anderen Fall kann die
Schrittweite einfach durch Variation der· Strichblendenteilung
geändert werden. Bei einem Rotationsmotor kann jede beliebige
Schrittzahl je Umdrehung eingestellt werden, solonge nur diese
Schrittzdhl durch die Anzahl der Weggeberteilsignale (Phasenzahl) ganzzahlig teilbar ist. Bei der vorstehend zuerst
genannten Ausiuhrungsform ist für eine Schrittzahländerung auch
der-gegenseitige Abstand der Lichtsende^-Lichtempfänger-Paare
entsprechend anzupassen.
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Wird als Motor ein kollektorloser Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierungsschaltur.g eingesetzt,, kann eine Kommutierung
besonders einfach dadurch erreicht werden, daß im Speisestromkreis
jedes Motorstranges ein in Abhängigkeit von der Motorstellung von
nichtinvertierendem auf invertierenden Betrieb umschaltbarer Operationsverstärker
liegt.
Zweckmäßigerweise sind dabei der Weggeber und die Motorstellung
für die Kommutierung erfassende Anordnung zu einer Einheit zusammengefaßt.
Bei Verwendung eines optoelektronischen Weggebers kann die Weggeberstrichblende einfach mit einer zusätzlichen Kommutierungsspur
versehen sein.
Für zusätzliche Steuermaßnahmen ist zweckmäßig eine Schaltungsstufe
zur Erkennung der ausgeführten Schritte vorgesehen. Wird das von der Schritterkennungsstufe abgegebene "'Schritt ausgeführt™«
Signal als Schrittbefehl zum Auslösen des jeweils nächsten Schrittes ausgenutzt, wird mit geringem Aufwand ein selbstgesteuerter
Schrittmotor, d„ h. ein Schrittmotor, der keiner externer Schrittbefehle bedarf, erhalten.
Zur Erweiterung des Anwendungsbereiches des Antriebes kann in vor=
teilhafter Ausgestaltung der Erfindung dafür gesorgt sein5 daß
sich der Antrieb wahlweise von lagegeregeltem Schrittmotorbetrieb auf einen lageungeregelten Betrieb umschalten läßt. Dabei ist im
lageungeregelten Motorbetrieb vorzugsweise der Weggeber mittels der "Schritt ausgeführf'-Signale der Schritterkennungsstufe syn~
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chron mit der Motorbewegung weiterschaltbar. Das hat den Vorteil
daß jederzeit störungsfrei von lageungeregeltem auf lagegeregelten
Betrieb übergegangen werden kann»
Die Schritterkennungsstufe ist zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß
sie das "Schritt ausgeführt"-Signal bereits nach einem vorbestimmten
Bruchteil, z. B. ungefähr der Hälfte, des jeweils ausgeführten Schrittes abgibt, so daß gegebenenfalls angsschlossenen Entscheidungsgliedern,
beispielsweise in Form eines Zählers, Rechners oder Prozessors, ausreichend Zeit verbleibt, um entscheiden zu können,
ob weitere Schritte ausgeführt werden sollen oder nicht.
Zum Aufbau von Positionsregelsystemen, die es erlauben, innerhalb einer möglichst kurzen Zeit von einer Ausgangsposition in eine Zielposition
überzugehen, die von der Ausgangsposition um eine beliebige, vorgegebene Anzahl von Schritten entfernt ist, ist in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung eine Umschaltauslösestufe vorgesehen, mittels deren der Übergang von lageungeregeltem auf lagegeregelten
Betrieb auslösbar ist. Dadurch kann man den Motor im kontinuierlichen Betrieb rasch, z„ B. mit maximaler Leistung, bis in eine in
geeignetem Abstand vor der Zielposition liegende Stellung laufen lassen, worauf der Antrieb in den lagegeregelten Betrieb übergeht,
im Verlaufe dessen die Zielposition mit hoher Zielgenauigkeit angesteuert wird.
Vorzugsweise ist eine Entscheidungsstufe, zweckmäßig ein Rechner, Prozessor oder Zähler, vorgesehen, die vor dem Ansprechen der Um-
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schaltauslösestufe eine Herabsetzung der Motorgeschwindigkeit im
lageungeregelten Betrieb bewirkt.
Die Entscheidungsstufe kann den Antrieb in geeignetem Abstand vor
der Zielposition von Beschleunigen auf Bremsen umschalten9 und die
Umschaltauslösestufe kann dann auf das Erreichen einer vorbestimmten
Abschaltgeschwindigkeit ansprechen, um anschließend den Antrieb für vorzugsweise einige wenige Schritte im lagegeregelten Betrieb
weiterlaufen zu lassen, bis das Erreichen der Zielposition erkannt und der Antrieb stilgesetzt wird. In einem solchen Falle kann die
Umschaltauslösestufe zweckmäßig mit den Sehrittbefehlen und den
"Schritt ausgeführt"-Signalen der Schritterkennungsstufe beaufschlagt
sein und ansprechen, wenn das Zeitintervall zwischen einem Schrittbefehl und dem zugehörigen "Schritt ausgeführf'-Signal
einen vorbestimmten Mindestwert erreicht.
Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung
ist ein Geschwindigkeitsregler vorgesehen, mittels dessen der Antrieb im lageunge<~egelten Betrieb auf eine vorgegebene
Abschaltgeschwindigkeit regelbar ist. Bei dieser Auslegung kann der Motor mit der zur Verfugung stehenden Höchstleistung
von der Ausgangsposition in Richtung zur Zielposition fahren, bis die Entscheidungsstufe den Übergang auf die geregelte
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Abschaltgeschwindigkeit veranlaßt, Es ist aber auch möglich,, den
Drehzahlsollwert des Geschwindlgkeits -eglers umschaltbar ζ.υ machen
und mittels des Geschwindigkeitsreglers nicht nur die Abschaltgeschwindigkeit, sondern auch die Arbeitsgeschwindigkeit
im lageungeregelten Betrieb zu regeln.
im lageungeregelten Betrieb zu regeln.
Das für den Geschwindigkeitsregler erforderliche istgeschwindigkeitssignal
kann zweckmäßig mittels eines Frequenzspannurgswand™
lers aus den "Schritt ausgeführt"-Signalen abgeleitet werden.
Die Entscheidungsstufe liefert vorzugsweise auch die Start- ur.d
Stoppbefehle, die bewirken, daß der Antrieb die Ausgangsposition verläßt bzw. in der Zielposition stillgesetzt wird.
Stoppbefehle, die bewirken, daß der Antrieb die Ausgangsposition verläßt bzw. in der Zielposition stillgesetzt wird.
Die Erfindung ist im folgenden an hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeiger«;
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß
aufgebauten Antriebes,
Figur 2 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform
des Antriebes unter Verwendung eines kollektorlosen Gleichstrommotors,
des Antriebes unter Verwendung eines kollektorlosen Gleichstrommotors,
Figur 3 eine schematische Teildarstellung eines optoelektronischen
Weggebers,
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Figur 4 eine abgewandelte Ausführungsform des Weggebers,
Figur 5 ein schematisches Schnittbild einer weiteren Ausführungsform
eines Teiles des Weggebers,
Figur 6 schematisch verschiedene der bei dem Antrieb nach Figur 2 auftretenden Signale,
Figur 7 schematisch den Verlauf der Winkelgeschwindigkeit des Rotors in Abhängigkeit von der Zeit0
Figur 8 schematisch eine weitere Ausführungsform des Antriebes, bei der als Antriebsmotor ein KoIlektormotor
vorgesehen ist,
Figur 9 ein Blockschaltbild eines als Positioniersystem ausgelegten
Antriebes,
Figur 10 eine schematische Darstellung von verschiedenen bei der Anordnung nach Figur 9 auftretenden Signalen sowie
der Motorgeschwindigkeit, in Abhängigkeit von der Zeit,
Figur 11 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform eines ein Positioniersystem bildenden Antriebes
sowie
Figuren 12 und 13 schematische Darstellungen des Signal- und Geschwindigkeitsverlaufs
für eine Ausführungsform gemäß Figur 11.
Entsprechend Figur 1 weist der Antrieb grundsätzlich einen Motor 1
auf, der mit einer Wegmeß- und Vergleichsstelle 2 verbunden ist.
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eB- und VergleichssteLle wird über einen Eingang 3 ein
Sollwert zugeführt. Sie liefert auf eine im folgenden noch naher erläuterte Weise gegeneinander versetzte Teilsignale mit über
einen vorbestimmten Bruchteil des Sehrittwinkel= im wesentlichen
konstantem Pegel und daran anschließender ansteigender bzw, aofallender
Flanke.
Der Wegemeß- und Vergleichsstelle 2 sind eine Proportionalstufe
und eine Differentialstufe 6 nachgescnaltet. Diese beiden Stufen
leiten aus dem Ausgangssignal der Wegemeß- und Vergleichsstelle einen Proportionalanteil und einen Differentialanteil ab, Über
einen Leistungsverstärker ~r wird der Motor 1 mit einem durch Verknüpfung
von Proportionalanteil und Differentialanteil gebildeten Stellsignal beaufschlagt.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2 sind ein insgesamt mit
10 bezeichneter, der Lageregelung dienender Regler, eine Endstufe 12, ein kollektorloser Gleichstrom-Rotationsmotor 14
mit optoelektronischem Tastknopf und eine Erkennungsschaltung 13
für ausgeführte Schritte vorgesehen.
Der Regler 1O ist mit einem optoelektronischen Weggeber 15 ausgestattet,
der bei der veranschaulichten Ausführungs-form im wesentlichen
aus drei Lichtsender-Lichtempfänger-Pdaren und einer
vom Motor angetriebenen Strichscheibe 16 besteht. Die Strichscheibe 1 6 ist der besseren Übersicht halber in Figur 2 zum einen als
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Ganzes auf der Motorwelle 17 sitzend dargestellt und zum anderen
in schematischer Teilansicht zwischen den Lichtsender-Lichtempf
änger-Paaren angedeutet. Jedes der L ich.tsender-Licüti
empfänger-Paare weist eine lichtemittierende Diode 18, 19 bzw.
sowie einen Fototransistor 21, 22 bzw, 23 auf.
Die Dioden 18, 19» 20 werden über einen Phasengeber 25 in Form eines als Ringzähler geschalteten Schieberegisters im Takt der
gewünschten Schrittfolge an- und ausgeschaltet. Dabei wird während
des Übergangs von der einen in die nächste Sollstellung jeweils eine Diode angesteuert» während die beiden anderen Dioden gesperrt
sind. Ansteuerung und Sperrung der Dioden wechseln zyklisch
(Figur 6a» b und c)p wobei durch Anlegen eines geeigneten
Rechts-Links-Signals an eine Leitung 26 dafür gesorgt werden kann,
daß die Ansteuerung wahlweise in der Roihenfolge 18,, 19, 2O,
18 usw, oder 18, 2O, 19, 18 usw. erfolgt. Die den Übergang von
einer zur nächsten Sollstellung auslösenden Schrittimpulse 28 (Figur 6a) werden dem Phasengeber 2.5 über eine Leitung 27
zugeführt.
Entsprechend der Ausführungsform nach Figur 3 können die Lichtsender-
Lichtempfanger-Paare einen punkt- oder schlitzförmigen
Strahlengang bilden und in der Bewegungsrichtung der Strichscheibe
16 in einem der Formel S. = ρ (i + 3n) entsprechenden Abstand S.
voneinander angeordnet sein, wobei ρ der Schrittwinkel und η eine
beliebige ganze Zahl ist, Die Strichscheibe 16 weist dabei eine mit. allen drei Lichtsender- Lichtempfar-ger-Paaren zusammenwirkende
Spur auf, deren Teilung dem dreifachen Wert des Schrittwinkels ρ
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entspricht-. Das heißt, die HeI 1-Dunkel-Folge de>- St rj chsche ite
wiederholt sich in Abstander S.. = 3 χ p. Dabei schließt sich an
eine Hellzone 30 entsprechend dem Winkel p/2 ein stetig dunkler
werdender Graukeil 31 von der Breite ρ an. Auf den Graukeil 31
folgt eine Dunkelzone 32 der Breite p/25 die ihrerseits von einem
stetig heller werdenden Graukeil 33 gefolgt ist, dessen Breite wiederum dem Schrittwinkel ρ entspricht. Daraufhin wiederholt,
sich die Hell-Dunkel-Verteilung periodisch.
Die Bewegungsrichtung der Strichscheibe 16 hängt von der- Drehrichtung
des Motors 14 ab„ die ihrerseits durch aas an der Leitung
26 anliegende Signal bestimmt ist. Der Erläuterung halber sei angenommen, daß sich die Strichscheibe in Figur 3 m Richtung
des Pfeils 35 bewegt. Ist beispielsweise die Diode 18 durch Anlegen der Spannung 37 (Figur- 6b) hellgesteuert, gibt der· Fototransistor
21 in der Relativstellung gemäß Figur 3 zunächst ein
negatives Signal 38 ab (Figur 6c), weil zwischen Diode 18 und Fototransistor 21 die Hellzone 30 steht und dementsprechend der
Transistor 21 Strom führt. Der Pegel des Ausgangssignals des
Transistors 21 bleibt konstant» bis nach einer Drehung der Strichscheibe 16 um den Winkel p/2 der an die Hellzone 30 anschließende
Graukeil 33 erreicht ist. Während des Vorbeil aufs des Graukeils 33 nimmt der Lichteinfall auf dem Fototransistor
21 immer mehr ab. Die Kollektorspannung des Transistors 21 steigt stetig an (Flanke 39 in Figur 6e). Nimmt man an, die Diode 18
bliebe weiterhin eingeschaltet, nimmt die Ausgangsspannung des
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Transistors 21 zu, bis nach einem Drehwinkel von insgesamt ρ die Dunkelzone 32 erreicht ist. Anschließend bleibt die Ausgangsspannung
des Transistors 21 für eine Drehung der Strichscheibe 16 um den Winkel p/2 konstant auf dem Pegel 4o in Figur
6e. Während des Vorbeilaufs des Graukeils 31 fällt sie dann innerhalb eines Drehwinkels ρ entlang der Flanke 41 wieder auf
den Ausgangswert 38 ab. Entsprechendes gilt für die Lichtsender-Lichtempfänger-Paare
19, 22 und 2o„ 23, mit der Ausnahme, daß
deren Ausgangssignale 44 bzw. 45 jeweils um einen Drehwinkel entsprechend dem Schrittwinkel ρ verschoben sind (Figur 6f und 6g).
Da jedoch im praktischen Betrieb die Dioden 18, 19 und 2o nicht dauernd angeschaltet sind, sondern im Takt der Schrittfolge nacheinander
wirksam gemacht werden (Figuren 6b5 6c und 6d), entspricht
das Ausgangssignal des Weggebers am Punkt 46 für die in Figur 3 mit dem Pfeil 35 angedeutete Drehrichtung des Motors 14 der Darstellung
gemäß Figur 6h, das heißt, von den drei Teilsignaien nach Figur 6 e, 6f, 6g, wird jeweils nur der konstante negative Teil
(38 in Figur 6e) und die daran anschließende Hälfte der ansteigenden Flanke (39 in Figur 6e) ausgenutzt.
Um den Motor 14, ausgehend von der Strichscheibenstellung gemäß Figur 3, Schritte in der anderen Richtung, das heißt entgegengesetzt
zum Pfeil 35, ausführen zu lassen, würde zunächst die Diode 19 hellgesteuert, anschließend die Diode 18, dann die Diode 2o,
daraufhin wieder die Diode 19 und so fort. In einem solchen Falle
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erscheint am Punkt 46 ein Signal der in Figur 61 dargestellten
Art. Wie zu erkennen ist, werden dabei jeweils der konstante positive Pegelwert und die daran anschließende abfallende Halbflanke
der Teiisignale gemäß der Figuren 6e: 6f;und 6g WJ
Über den mit 48 bezeichneten Zweig geht ein Proportionalanteil
des Weggebersignals an den einen (invertierenden) Eingang eines Operationsverstärkers 52. Über einen Zweig 55 wird zugleich das
am Punkt 46 erscheinende Ausgangssignal des Weggebers 15 differenziert.
Dementsprechend wird dem einen Eingang des Operationsverstärkers 52 zusätzlich ein Differentialanteil des Weggebersignals
aufgeschaltet. Das auf den Proportionalantei1 zurückzuführende
Ausgangssignal des Operationsverstärkers 52 ist fur die angenommene eine Drehrichtung (Pfeil 35) in Figur 6j dargestellt,
aas auf dem Differentialanteil beruhende Ausgangssignal· in Figur 6k.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 52 steht über einen Schalter
58 mit dem Eingang der Endstufe 12 in Verbindung.
Die Endstufe 12 weist zwei Leistungsverstärker 63, 64 auf, von
denen jeweils einer in jedem der beiden um 9o gegeneinander versetzten Stränge 66, 67 des kollektorlosen Gleichstrommotors 14
liegt, dessen Rotor bei 68 angedeutet ist. Ein Feldeffektransistor
7o ist dem invertierenden Eingang 71 des Verstärkers 63 vorgeschaltet,
während der nichtinvertierende Eingang 72 des Verstär-
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kers 63 mittels eines Feldeffekttransistors 73 auf Nullpotential
schaltbar ist. In entsprechender Weise sind Feldeffekttransistoren
75 und 76 dem invertierenden Eingang 77 bzw. nichtinvertierenden
Eingang 78 des Verstärkers 64 zugeordnet.
Auf der Motorwelle 17 sitzt eine der Kommutierung dienende Strichscheibe
80, die eine über einen Winkel von 18O° reichende Dunkelzone
81 aufweist. Die Strichscheibe 80 bewegt sich im Strahlengang zwischen einer ersten Lampe 82 und einem zugehörigen Fototransistor
83 sowie einer zweiten Lampe 84 mit zugeordnetem Fototransistor
85. Lampe 84 und Fototransistor 85 sind gegenüber der Lampe 82 und dem Fototransistor 83 um 90° versetzt. Die Fototransistoren
83, 85 liegen im Steuerstromkreis der Felde ffekttransistoren
75, 76, bzw. 70, 73.
Die Anordnung arbeitet insgesamt wie folgt;
Um den Antrieb auf Schrittmotorbetrieb zu steilen, wird der Eingang
der Endstufe 12 über den Schalter 58 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers
52 verbunden. An die Leitung 26 wird ein die gewünschte Drehrichtung bestimmendes Signal angelegt, beispielsweise
ein Signal, auf Grund dessen sich die Strichscheibe 16 in
den Figuren 2 und 3 nach rechts bewegt. Über die Leitung 27 gehen Schrittimpulse 28 gemäß Figur 6a ein. Es sei angenommen, daß beim
ersten Schrittimpuls die Diode 18 hellgesteuert wird und in die-, sem Augenblick entsprechend Figur 3 die Hellzone 30 zwischen Diode
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und Fototransistor 21 steht .-Die Spannung am Punkt 46 fallt ab.
Am Ausgang des Operationsverstärkers 39 erscheint ein Signal (Figur 6j) mit konstantem Pegel. Da in dem in Figur 2 dargestellten
Betriebszustand beide Fototransistoren 83. 85 der Kommutierungsanordnung mit Licht beaufschlagt sind, werden alle
vier Feldeffekttransistoren 7o„ 73, 75 und 76 gesperrt. Die beiden
Leistungsverstärker 63, 64 sind auf nichtinvertierenden Betrieb geschaltet. Das vom Operationsverstärker 52 kommende Signal
gelangt entsprechend verstärkt an die Stränge 66. 67, wobei die Verstärker 63, 64 voll durchgesteuert werden. Da die Spannung
am Punkt 46 während des Vorbeilaufs der Hellzone 3o zunächst konstant ist, ist der Differentialanteil gleich Null. Der Motor
wird dementsprechend voll mit Antriebsstrom beaufschlagt (Figur
6l) und mit der maximal zur Verfügung stehenden Leistung beschleunigt, wie dies bei der Darstellung der Winkelgeschwindigkeit der
Motorwelle 17 in Abhängigkeit von der Zeit in Figur 7 bei 88 veranschaulicht ist.
Nachdem sich die Strichscheibe 16 um den Winkel p/2 gedreht hat,
beginnt die Spannung am Punkt 46 gegen Null hin anzusteigen (Flanke 39 in Figur 6h). da der Graukeil 33 immer weniger Licht von der
Diode 18 zum Fototransistor 21 gelangen läßt.
Der Proportionalanteil des Weggebersignals nimmt dementsprechend ab, während der Differentialanteil auf einen Maximalwert springt.
Der; entgegengesetzte Polarität wie der Proportionalanteil aufwei-
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sende Differentialanteil übersteigt den Proportionalanteil; so
daß das resultierende Signal am Ausgang des Operationsverstärkers 52 das Vorzeichen wechselt. Entsprechend Figur 61 werden die
Leistungsverstärker 63, 64 in der zur Beschleunigungsphase entgegengesetzten Richtung in die Begrenzung getrieben. Der Motor 14
wird mit voller Kraft abgebremst (Ast 89 in Figur 7)„ Erst kurz
vor Erreichen der nächsten Sollstellung geht der Antrieb auf Regelbetrieb über; der Motor 14 wird geregelt in die Sollstellung
gezogen. Erscheint jetzt der nächste Schrittimpuls 28, wiederholt sich das vorstehend erläuterte Arbeitsspiel, mit der Ausnahme,
daß statt der Diode 18 nunmehr die Diode 19 angesteuert und der Fototransistor 22 wirksam gemacht wird. Beim darauffolgenden
Schritt wird die Diode 2o angesteuert, worauf das Wechselspiel wieder mit der Diode 18 beginnt.
Hat sich die Motorwelle 17 so weit gedreht, daß die Dunkelzone 81 der Strichscheibe 8o zwischen Lampe 84 und Fototransistor 85 zu
stehen kommt, werden die beiden Feldeffekttransistoren 7o, 73 durchgeschaltet. Der nichtinvertierende Eingang 72 wird mit Masse
(Nullpotential) verbunden, das Signal vom Operationsverstärker 52 geht an den invertierenden Eingang 71. In entsprechender Weise
erfolgt die Kommutierung für die übrigen Quadranten der Winkelstellung
der Motorwelle 17.
Die Schritterkennungsschaltung 13 hat die Aufgabe, bei Durchführung
jedes Schrittes ein Signal "Schritt ausgeführt" an einer Leitung 9o abzugeben. Sie ist im wesentlichen aus einem als
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- 2Λ -
Schmitt-Trigger geschalteten Operations"erstarker 92 In
93, 94, 95» NAND-Schaltungen 9ό} 97, 98 und einem Fiip-Flop 99
aufgebaut. Der invertierende Eingang des Operat ionsve>- star ker s
92 ist an den Ausgang aes Operationsverstärkers 52 angeschlossen.
Angenommen» das an der Leitung 26 anliegende, die Drehrichtung
bestimmende Signal sei L und das Signal am invertierenden Eingang des Verstärkers 92 sei kleiner als die Schrnitt-Tr lgge^-Spannungsschwelle,
dann liegt der Ausgang des Inverters 93 auf O; wahrend
der Ausgang der NAND-Schaltung 96 auf L liegt. Am Ausgang des Inverters
95 steht aas Signal Oj am Ausgang des Inverters 94 das
Signal L. Infolgedessen liegt der Ausgang der- NAND-Schaltung 98
auf O. Springt jetzt auf einen Sehr it t. impuls 28 hm de^ Eingang
des Verstärkers 92 au* eine über der Scnmitt-Trigger-SpannL.rigsschwelle
liegende Spannung, erscheint am Ausgang des Inverters 93 das Signal L. Der Ausgang der NAND-Schaltung 96 springt; o-jf O,
während derjenige de1" NAND-Schaltung auf L geht, wie dies aus Figur 6mf der Darstellung des Signalb an der Leitung 90 zu erkennen
ist.
Nach dem Drehwinkel p/2 fällt auf Grund des Differentialanteils
des Weggebersignals das Signal am invertierenden Eingang aes Operationsverstärkers
92 erneut unter die Schmi tt-T r igge<~-Spannangs~
schwelle. Das bewirkt, daß der Ausgang der NAND-Schaltung 98 von L nach O springt. Diese in Figur 6m mit 99 bezeichnete negative
Flanke kann als Signal auf der Leitung 9O für weitere Steuerzwecke
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ausgenutzt werden. Insbesondere kann die Leitung 9o, wie in
Figur 2 veranschaulicht, mit dem einen Eingang (Rücksetzeingang) eines flankengesteuerten RS-Flip-Flaps 99 verbunden werden,
dessen anderer Eingang (Setzeingang) an die Leitung 27 angeschlossen ist. Das Flip-Flap wird durch die den Schritt auslösende
Flanke des Schrittimpulses auf der Leitung 27 gesetzt und durch die negative Flanke des auf der Leitung 9o ankommenden
Signals zurückgesetzt. Auf diese Weise wird jedem Schrittimpuls ein einziges "Schritt-ausgeführt"-Signal eindeutig zugeordnet,das
an einer Leitung 91 anliegt,
Legt man den Schalter 58 in die in Figur 2 veranschaulichte Stellung, wird der Eingang der Endstufe 12 mit einer Steuerspannung U , verbunden. Der Motor läuft als steuerbarer Gleichstrommotor
.
Verbindet man die Leitung 91 mit der Leitung 27, kann der Antrieb
bei auf Schrittmotorbetrieb stehendem Schalter 58 als selbstgesteuerter Schrittmotor arbeiten, dem keine externen Schrittimpulse
über die Leitung 27 zugeführt zu werden brauchen. Nimmt dagegen der Schalter 58 die in Figur 2 gezeigte Stellung ein,
wird das vom Weggeber 15 erzeugte optische Drehfeld "leer" aber synchron mit der Drehung der Motorwelle 17 fortgeschaltet. Dies
erlaubt es, ohne Fehlschrittmeldung synchron von Gleichstrommotorbetrieb auf Schrittmotorbetrieb und umgekehrt umzuschalten.
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Figur 4 zeigt schematisch eine abgewandelte Ausführungsform
des Weggebers, bei der die Strichscheibe drei nebeneinander liegende Spuren 1oo, 1 o1 , 1 o2 aufweist,, denen jeweils ein
Lichtsender- Lichtempfänger-Paar zugeordnet ist» Die nur schematisch
bei 1o3, 1o4, 1o5 angedeuteten Lichtsender-Lichtempfänger-Paare
können senkrecht zur Bewegungsrichtung der Strichscheibe miteinander ausgerichtet sein, wenn die Hell-Dunkelverteilungen
der Spuren 1oo, 1 o1 ,· 1o2, wie veranschaulicht, um jeweils einen
dem Wert des Schrittwinkels ρ entsprechenden Betrag gegeneinander
versetzt sind. Gegenüber einer AusfUhrungsform entsprechend
Figur 3 hat die Lösung gemäß Figur 4 den Vorteil, daß für eine Änderung der Anzahl der Schritte je Motor Umdrehung nur die Strichscheibe
ausgewechselt zu werden braucht.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Weggebers. Dabei
ist ein einzelner Lichtempfänger 1 o7 vorgesehen, der nacheinander
mit jedem von drei Lichtsendern 108, 1o9, 11 ο zusammenwirkt.
Durch geeignete Linsen 111, 112, 113 und 114 ist dafür gesorgt, daß der Strahlengang jedes der Lichtsender eine dem Schrittwinkel
ρ entsprechende Breite hat. Die zugeordnete Strichscheibe 16' ist
mit einer Folge von einander abwechselnden Hellzonen 116 und Dunkelzonen 117 ausgestattet, deren Breite jeweils dem 1,5-fachen
des Schrittwinkels ρ entspricht. Diese Ausführungsform eignet
sich insbesondere für kleine Schrittwinkel.
Besonders hohe Schrittzahlen je Umdrehung lassen sich erzielen, wenn in nicht näher dargestellter Weise Moire-Scheiben benutzt
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... 24
werden. In einem solchen Falle ist zusätzlich zu der bewegten
Strichscheibe 16 bzw. 1 6' in an sich bekannter Weise eine feste
Strichscheibe zwischen Lichtsender und Lichtempfanger angeordnet.
Im übrigen versteht es sich, daß die Strichscheiben 16 bzw. 16'
und 8o zu einer einzigen Strichscheibe zusammengefaßt werden können.
Die Graukeile 31, 33 lassen sich beispielsweise durch entsprechende Linienraster erzielen, bei denen sich das Hell- Dunkelverhältnis
kontinuierlich verändert.
Trimmwiderstände 12o, 121, 122 im Speisestromkreis der Dioden 18,
19, 2o erlauben es, die Lichtsender-Lichtempfänger-Paare aufeinander
abzustimmen. Mittels eines Potentiometers 124 wird die Ruhelage
der Motorwelle 17 justiert. Durch Verstellen eines Trimmwiderstandes 123 und/oder eines Strimmwiderstandes 125 am Eingangs- bzw.
im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers 52 kann das Verhältnis von Proportionalanteil und Differentialanteil eingestellt
werden, um für das jeweils erwünschte Schwingverhalten des Regelkreises zu sorgen.
Es versteht sich, daß die erläuterte Art der Regelung nicht auf kollektorlose Gleichstrommotore beschränkt ist. Beispielsweise
kann entsprechend Figur 8 ein Kollektormotor 126 über einen Leistungsverstärker
127 an den Ausgang des Reglers 1o angeschlossen
sein .
Wird der Operationsverstärker 52 selbst als Leistungsverstärker
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ausgelegt, kann im übrigen ein gesonderter Leistungsverstärker 127 entfallen.
In der Praxis stellt sich häufig das Problem,, irnernalb einer möglichst
kurzen Zeitspanne von einer Ausgangsposition in eine Zielposition überzugehen» die von der Ausgangsposition um eine Mehrzahl von Schritten entfernt ist. Ein Beispiel dafür ist ein Schreibkopfantrieb
für Schreibwerke. Anordnungen, die für solche Anwen= dungsfälle geeignet sind, sind in den Figuren 9 und 11 veranschaulicht.
Bei der Ausführungsform nach Figur 9 ist der Motor 1, beispielsweise
ein kollektorloser Gleichstrommotor;, entsprechend Figur 1
mit der Wegmeß- und Vergleichsstelle 2 verbunden, die ihrerseits
an einen Regelverstärker· 4 angeschlossen ist. Der Regelverstärker
4 stellt eine Kombination der Baugruppen 5P 6 und 7 nach Figur 1
bzw. der Baugruppen 10 und 12 nach Figur 2 dar und bildet zusammen mit dem Motor 1 und der Wegmeß- und Vergleichssteile 2 einen
geschlossenen Lageregelkreis, wenn der in der Verbindungsleitung von Regelverstärker 4 und Motor 1 liegende Schalter 58 die in
Figur 9 veranschaulichte Schaltstellung einnimmt. In dieser Schaltstellung
arbeitet der Antrieb als Schrittmotor, dem über die Leitung 27 Schrittbefehle SIM (Figur 1Od) zugeführt werden. In der
anderen Schaltstellung des Schalters 53 ist der Regelkreis aufgetrennt. Der Motor 1 ist über einen Umschalter 51 an eine Steuerspannung +U . oder eine Steuerspannung -U , gelegt. Er wird dabei
als normaler Gleichstrommotor beschleunigt (+U .) bzw. abgebremst
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Die Steuerung des Antriebes erfolgt ausgehend von einer Entscheidungsstufe
56, bei der es sich insbesondere um einen Rechner, Prozessor
oder Zähler handeln kann. Die Entscheidungsstufe 56 gibt
Signale SSR (Figur 10a), LAR (Figur 10b) und LAR an Leitungen 8, 9 bzw. 11. An den Ausgang des Regelverstärkers 4 ist die Erkennungsschaltung
13 angeschlossens die die vom Motor 1 ausgeführten Schritte unabhängig davon erkennt, ob der Motor als lagegeregelter
Schrittmotor oder lageungeregelt als Gleichstrommotor läuft. Sie liefert ein entsprechendes "Schritt ausgeführf'-Signal, im folgenden kurz Signal SAR genannt, (Figur 10c) an die Leitung 91.
Die Leitung 91 steht mit den Eingängen von zwei Zeitverzögerungsstufen 42, 43 und dem einen Eingang einer Umschaltauslösestufe
in Verbindung. Zwei weitere Eingänge der Umschaltauslösestufe 24
sind an die Leitungen 8 bzw. 27 angeschlossen. Die Umschaltauslösestufe 24 liefert ein Signal GMM (Figur 1Oe), das über eine Leitung
29 den Schalter 58 steuert.
Das komplementäre Signal GMM der Umschaltauslösestufe 24 geht
über eine Leitung 34 an den einen Eingang einer NAND-Schaltung 36, deren anderer Eingang mit der Leitung 11 verbunden ist» Der
Ausgang der NAND-Schaltung 36 steuert über eine Leitung 47 einen Schalter 49, der den einen Eingang einer NAND-Schaltung 50 in der
einen Schaltstellung mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsstufe
und in der anderen Schaltstellung mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsstufe
43 verbindet. Der andere Eingang der NAND-Schaltung
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50 ist über eine Leitung 53 an die Leitung 8 angeschlossen, während
der Ausgang der NAND-Schaltung 50 über eine Leitung 54 mit der Leitung
27 verbunden ist.
Bei den Schaltern 49, 51 und 58 kann es sich um eiektr©mechanische
oder elektronische Schalter beliebiger bekannter Art handeln.
Der Antrieb nach Figur 9 arbeitet wie folgt;
In der Ruhestellung des Antriebes (t bis t^ in Figur *0) liegen
die Signale SSR1 LAR und GMM auf 0. GMM ist L. Die Schalter 49, 51 ,
58 nehmen die in Figur 9 veranschaulichte Schaltstellung ein. Der
Motor 1 steht in der Ausgangsposition.
Legt nun die Entscheidungsstufe 56 zum Zeitpunkt t^ das Start-Stop-Signal
SSR auf der Leitung 8 auf L (Startbefehl) , springt das Signal GMM auf der Leitung 29 auf L (Befehl "Gleichstrommotorbetrieb")·
Der Schalter 58 wird in die in Figur 9 untere Schaltstellung
gebracht. Gleichzeitig legt die Entscheidungsstufe 56
das über die Leitung 9 gehende Signal LAR (Befenl "LAUF") auf L. Der Schalter 51 verbindet den Motor 1 mit der Steuerspannung +U
Der Motor 1 wird als Gleichstrommotor beschleunigt. Seine Winkelgeschwindigkeit oo steigt entsprechend Figur 10f an. Da die an
den Leitungen 11 und 34 anstehenden Signale LAR bzw. GMM jetzt beide 0 sind, springt der Ausgang der NAND-Schaltung 36 auf L.
Der Schalter 49 geht in die in Figur 9 obere Schaltstellung, in der die Zeitverzögerungsstufe 42 mit dem einen Eingang der NAND-
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Schaltung 50 verbunden ist. Die Signale SAR der Erkennungsschaltung
13 werden mit der von der Stufe 42 bestimmten Zeitverzögerung über den Schalter 49, die NAND-Schaltung 50 und die Leitung 54 als
Schrittbefehle SIM auf die Leitung 27 gegeben. Die Wegmeß- und
Vergleichsstelle 2 wird in Synchronismus mit dem Motor 1 virtuell
weitergeschaltet. Diese Schaltungsauslegung erlaubt es, jederzeit von Gleichstrommotorbetrieb auf Schrittmotorbetrieb überzugehen,
ohne daß der Antrieb außer Tritt fällt. Die Zeitverzögerung der Stufe 42 ist ausreichend bemessen, um der Entscheidur.gsstuf e 56
im Anschluß an jedes Signal SAR vor Anlegen des nächsten Schrittbefehls
SIM an die Leitung 27 Zeit für die Entscheidung zu geben, ob der Motor 1 von Beschleunigen auf Bremsen umzuschalten ist.
Hat die Entsscheidungsstufe 56 den Bremspunkt erkannt (t? in Figur
10), beispielsweise durch Auszählen der bis zur Zielposition noch zurückzulegenden Schrittzahl, innerhalb deren der Antrieb sicher zum Stillstand gebracht werden kann, geht das Signal LAR
auf L. Damit wird die Leitung 34 über die NAND-Schaltung 36 auf die Steuerleitung 47 des Umschalters 49 durchgeschaltet. Das Signal
LAR springtauf 0. Über die Leitung 9 wird der Umschalter 51 in die in Figur 9 untere Schaltstellung gebracht. Der Motor 1
wird über die Schalter 51, 58 an die Steuerspannung -U , gelegt. Diese Umpolung der Motorspannung bewirkt, daß der Motor 1 als
Gleichstrommotor gebremst wird (Figur 1Of).
Die Umschaltauslösestufe 24 spricht an (Zeitpunkt t-, in Figur 10)
und legt das Signal GMM auf 0, wenn die zwischen dem Auftreten
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eines Schrittbefehls SIM trjr der Leitung 2.7 ur.d dem Erscheinen
eines Signals SAR auf der L.ei*^-:g 9\ ve.' srrei.cner·de Zeitspanne
einen vorbestimmten Mindestwert erreicht hat. Diese Zeitspanne ist von der momentanen Winkelgeschwindigkeit des Motors 1 abhängig.
Der das Ansprechen der- Stufe 24 bewirkende Mindestwert ist so gewählt, daß er einer Motor drehzahl f (Figvr 1Of), der Abschaltdrehzahl, entspricht, die ausreichend niedrig ist, um störungsfrei
vom Gleichsteommc^orbetrieb in den Schrittmotorbetrieb
übergehen zu können.
Das auf 0 springende Signal GMM bringt über die Leitung 29 den
Schalter 58 in die in Figur 9 obere Schaltstellur-g. Der Lagetegelkreis wird geschlossen. Der Antrieb wird a«f Schrittmotorbetrieb
umgeschaltet. Da gleichzeitig das Signal GMM (Leitung 34) auf L geht, springt der Ausgang der NAND-Schalt'jng 36 auf 0.
Über die Steuerleitung 47 wird der Umschalter 49 in die in Figur 9 untere Schaltsteliung gebracht. Infolgedessen laufen die nachfolgenden
Signale SAR über die Zeitverzogerungsstufe 43, um über
die NAND-Schaltung 50 und die Leitungen 54, 27 als Schrittbefehle
an die Wegmeß- und Vergleichsstelle 2 weitergegeben zu werden. Die Stufe 43 bewirkt die für einen seibstgesteuerten Schrittmotorbetrieb
erforderliche Zeitverzögerung.
Wird jetzt im Anschluß an ein Signal SAR von der Entscheidungsstufe
56 oder einer damit verbundenen Erkennungsstufe der Zielpunkt erkannt, wird dafür gesorgt, daß der Motor 1 noch innerhalb des
betreffenden Schrittes gestoppt wird. Das Signal SSR der Entschei-
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du/tifS3tufo ? «jeht onf 0 (Zeitpunkt t. in Figur 1O). Dadurch
wird über die Leitung 53 die NAND-Schaitung 5O für die Weitergabe
weiterer Signale SAR an die Schrittbefehlsleitung 2.7 gesperrt.
Der Motor 1 wird in der Zielposition lagegeregelt.
Es versteht sich, daß die Darstellung in Figur 10 nur- schematisch
ist, um die prinzipielle Wirkungsweise der erläuterten Anordnung erkennen zu lassen. In der Praxis wird in der Regel die Dauer des
Gleichstrommotorbetriebs (t bis t_.) größer als die Dauer des
daran anschließenden Schrittmotorbetriebs (t->
bis t,) sein. Im Gleichstrommotorbetrieb wird nach anfänglicher Beschleunigung eine
der zugefuhrten Leistung entsprechende, mehr oder minder konstante
Winkelgeschwindigkeit erreicht, bevor auf Bremsen umgeschaltet wird.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 11 ist zusätzlich zu dem der
Lageregelung dienenden Regler1 10, der Endstufe 12, der Erkennungsschaltung 13 für ausgeführte Schritte, dem Motor 14, dem
Phasengeber 25 und dem optoelektronischen Weggeber 15 mit zugeordneter Strichscheibe 16 und Lichtsender-Lichtempfänger-Paaren
18, 21; 19, 22; 20, 23 ein Drehzahlregler vorgesehen, der im dargestellten Beispiel zwei Drehzahlregelstufen
59, 60 mit jeweils zugeordnetem Solldrehzahlgeber 61 bzw. 62 aufweist. Fin mit dem Ausgang der Erkennungsschaltung
13 verbundener Frequenzspannungswandler 65 leitet aus dem "Schritt ausgeführf'-Signal ein Istdrehzahlsignal ab, mit dem die
Drehzahlregelstufen 59, 6O beaufschlagt sind. Eine Steuerspannung
für eine ungeregelte Drehzahl kann einer Steuerstufe 69 entnommen
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werden.
Der Eingang der Endstufe 12 ist über einen elektronischen Schalter
130 wahlweise an den Ausgang des der Lageregelung dienenden Reglers
1O oder den Ausgang einer Drehrichtungsumkehr stufe 131 anschließbar,
die ihrerseits über einen elektronischen Schalter ·\ 32 wahlweise
mit dem Ausgang einer der Drehzahlregelstu*en 59. 60 oder
der Steuerstufe 69 verbunden wird. Der Ausgang der Erkennungsschaltung 13 ist ferner über eine variable Zeitverzdgerüngsstufe 86,
die im wesentlichen den Stufen 42, 43 der Figur 9 entsprechen kann,
und einen elektronischen Schalter 's 33 an den Eingang des Phasengebers 25 anschließbar. In der anderen Schaltstellung des Schalters
133 wird der Phasengeber 25 mit einer Leitung 134 für die
Zufuhr externer Schrittimpulse verbunden. Einer nicht veranschaulichten
Entscheidungsstufe, die der Entscheidungsstufe 56
nach Figur 9 entspricht und als Rechner, Prozessor oder Zahler ausgelegt sein kann, wird über eine Leitung 135 das "Schritt
ausgeführt"-Signal zugeführt. Je nach der vorgesehenen Betriebsweise
kann der Schalter 132 über diese Entscheidungsstufe und
einen Decoder 137 entsprechend der folgenden Wahrheitstabelle
gesteuert werden:
Eingang | von 137 | Ausgang von 137 | (nn) |
A | B | C (BRD) | |
O | O | mittlere Drehzahl | |
O | L | hohe Drehzahl | |
L | O | Abschaltdrehzahl | |
L | L | Abschaltdrehzahl | |
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Die Betätigungsstufen der Schalter 130,, 132, 133 sind in
Figur 11 mit 138, 139 bzw. 140 bezeichnet.
Die Anordnung nach Figur -11 kann als normaler- Schrittmotor entsprechend
der Arbeitsweise des Antriebes gemäß-Figur 2 betrieben
werden. Für diesen Zweck werden der Schalter 130 in die Sc.haltstellung
α und der Schalter 133 in die Schaltstellung b gebracht.
Über die Leitung 134 (entsprechend der Leitung 27 in Figur 2)
werden Schrittbefehle extern zugeführt, während über- eine der Leitung 26 in Figur 2 entsprechende Steuerleitung 141 die gewünschte
Drehrichtung vorgegeben wird.
Geht über die Leitung 134 ein Schrittbefehl eins dreht sich das
optische Drehfeld in der erläuterten Weise um einen Schritt weiter. Das Lageregelsystem 10, 12,, 15, 25 bewegt den Motor 14 in die
nächste Schrittposition. Wird luingefähr auf halbem Wege zwischen
Schrittanfang und Schrittende der schrage Teil 39 bzw, 41 der Wegmeßkennlinie 38, 44 oder 45 (Figur 6) erreicht, beginnt der
Motor 14, voll zu bremsen. Gleichzeitig mit dem Übergang vom waagrechten zum schrägen Teil der Wegmeßkennlinie gibt die Schritterkennungsschaltung
13 ein Signal für den ausgeführten Schritt ab. Der Rotor des Motors 14 hat zu diesem Zeitpunkt nur eine so
hohe kinetische Energie, daß er in die nächste Schrittposition
sicher einfährt. Der Drehzahlregler bleibt bei dieser Betriebsweise
inaktiv.
Wird der Schalter 130 in die Schaltstellung b gebracht, hat
der Lageregler keinen Einfluß auf das Arbeiten des Motors. Dieser läuft lageungerecht kontinuierlich wie ein normaler
Gleichstrommotor. Wie beim Betrieb als Schrittmotor gibt die Erkennangsschaltung 13 beim Übergang vom waagrechten auf
den schrägen Teil der Wegmeßkennlinie ein "Schritt ausgeführt"-Signal
ab. Dieses wird jetzt aber direkt, ohne Verzögerung wieder dem Phasengeber 25 zugeführt, so daß sich im Gleichstrommotorbetrieb
das optische Drehfeld um mindestens einen halben
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Schritt gegenüber der Motorwelle vorausbewegt, im übrigen aber
ständig in Synchronismus damit bleibt. Der Frequenzspannungswandler 65, der zweckmäßig aus einem Monoflop mit nachgeschaltetem
Glättungsglied besteht, leitet ferner aus dem "Schritt ausgeführf'-Signal,
dessen Frequenz proportional der Motordrehzahl ist, ein Istdrehzahlsignal ab. Dieses wird in den Schaltstellungen α und b des Schalters 132 mit dem Solldrehzahl signal des
Gebers 61 bzw. 62 verglichen, um über die Endstufe 12 den Motor mit entsprechend geregelter Drehzahl anzutreiben. Es versteht
sich, daß im Bedarfsfall der Drehzahlsollwert auch men1" als
zweistufig umschaltbar ausgeführt sein kann. Der Drehzahlsollwert
läßt sich beispielsweise einfach digital ansteuern.
Wird der Drehzahlsollwert so hoch gewählt, daß die Verstärker der
Endstufe 12 ständig übersteuert werden (in Figur 11 schematisch
durch die in der Schaltstellung c des Schalters 132 angeschlossene
Steuerstufe 69 angedeutet), läuft der Motor drehzahlungeregelt mit
der maximal zur Verfügung stehenden Leistung.
Für Positionierauf gaben: bei denen von. einer Ausgangsposition
rasch in eine eine Mehrzahl von Schritten entfernte Zielposition übergegangen werden soll, sind die erwähnte, nicht veranschaulichte
Entscheidungsstufe und, falls die Motordrehzahl im kontinuierlichen
Motorbetrieb geregelt wird, der Decoder 137 erforderlich.
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Der Antrieb wird ebenso wie bei der Ausführungsform nach Figur
in der Ausgangsposition mittels eines Start-Stcp-Signals SSR
(Figur 12a) gestartet, das den Schalter 130 in die Schaltstellung b
bringt,.Der Schalter 133 steht in der Schaltstellung α (selbstgesteuerter
Betrieb); der Schalter 132 ist von der Entscheidungsstufe
in die Schaltstellung b für Lauf mit hoher geregelter Drehzahl gebracht. Die Ausgangsspannung des Frequenzspannungswandlers
ist zunächst nahezu Null. Über die Drehzahlregelstufe 60 wird die
Endstufe 12 so übersteuert, daß der Motor maximal beschleunigt (ansteigender Ast der Drehzahlkennlinie nach Figur 12c). Kurz vor
dem Erreichen der Solldrehzahl n.. ist die Ausgangsspannung des
Frequenzspannungswandlers 65 so angestiegen, daß die Verstärker der Endstufe 12 im linearen Arbeitsbereich ausgesteuert werden.
Je nach Einstellung wird die Solldrehzahl n,. des Motors 14 mit
mehr oder weniger Überschwingen erreicht und dann aufrechterhalten.
Während der Bewegung der Motorwelle 17 werden über die Leitung
135 der Entscheidungsstufe ständig die ausgeführten Schritte gemeldet.
Eine vorbestimmte Anzahl (die sogenannte Bremsschrittzahl) von Schritten vor der Zielposition, Z0 B= 15 Schritte vorher, gibt die Entscheidungsstufe ein Signal BRS (Figur 12b) ab,
wodurch der Schalter 132 in die Stellung α (niedrige geregelte
Abschaltdrehzahl) gebracht wird» Die Verstärker der Endstufe werden jetzt im Sinne einer Bremsung übersteuert. Der Motor 14
wird voll gebremst. Erst kurz vor dem Erreichen der geregelten Abschaltdrehzahl n^ (Figur 12c) beginnt die Drehzahlregelung über
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die Drehzahlregelstufe 59. Di-e Abschaltdrehzahl Π£ ist gerade
so groß gewählt j daß der Motor 14 aus ihr heraus innerhalb eines
halben Schrittes im wesentlichen überschwingungsfrei stoppen kann.
Unter dem Einfluß der Drehzahlregelstufe 59 lauft der Motor 14
jetzt geregelt etwa O bis 3 Schritte auf der niedrigen Abschaltdrehzahl.
Erkennt die Entscheidungsstufe auf Grund der über die
Leitung 135 laufenden "Schritt ausgeführt"-Signale, daß die Zielposition
innerhalb des betreffenden Schrittes erreicht wird, springt das von der Entscheidungsstufe angelieferte Signal SSR
auf O (Figur 12a). Zu einem Zeitpunkt, zu dem dieser Schritt ungefähr
halb ausgeführt ist (Übergang vom waagrechten auf den schrägen Teil der betreffenden WegmeßKennlinie) , wir-d der
Schalter 13O in die Schaltstellung α gebracht, so daß die
letzte Hälfte des letzten Schrittes im lagegeregelten Betrieb durchgeführt wird. Durch das Umspringen des Signals SSR von L
auf O wird in einer in Figur 11 nicht näher veranschaulichten Weise,
zweckmäßig über ein Gatter entsprechend der NAND-Schaltung 50 in Figur 9, verhindert, daß weitere "Schritt ausgeführt"-Signale
von der Erkennungsschaltung 13 zum Phasengeber 25 gehen. Der Motor kommt in der Zielposition zum Stehen (Figur 12c).
Soll auf eine Drehzahlregelung der hohen Drehzahl n. verzichtet
und der Motor ungeregelt mit der- zur Verfügung stehenden Höchstleistung
von der Ausgangsposition in Richtung zur Zielposition verfahren werden (Figur 13), wird der Schalter 132 zunächst in
die ,Schaltstellung c gebracht. Da die Bremsschrittzahl eine
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- 36 Funktion der ungeregelten Drehzahl nn ist( muß die benötigte
Bremsschrittzahl aus der jeweiligen Istdrehzahl nn fortwährend
bestimmt werden. Das kann analog oder digital in der Entscheidungsstufe
geschehen, wie das z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift
2 246 543 an sich bekannt ist.
Die Erfindung wurde vorstehend an Hand von Rotationsantrieben
näher erläutert. Es versteht sich jedoch, daß sie in. gleicher Weise auch für einen Linearantrieb geeign.et ist.
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Claims (48)
- AnsprücheInkremental regelbarer Antrieb mit einem in einem Regelkreis liegenden Motor, der in Abhängigkeit von einem Geschwindigkeitssignal und einem von einem Weggeber gelieferten Wegsignal in vorbestimmten Stellungen anhaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Weggebers (15) mindestens zwei um einen vorbestimmten Schritt gegeneinander versetzte Teilsignale erzeugbar sind, die während einer Motorbewegung um einen vorbestimmten Bruchteil des Schrittes einen im wesentlichen konstanten Pegelwert haben und während des restlichen Bruchteils des Schrittes von diesem Pegelwert aus auf einen Ruhewert abfallen oder ansteigen, daß dem Weggeber eine Proportionalstufe und eine Differentialstufe nachgeschaltet sind, die aus dem Ausgangssignal des Weggebers einen Proportionalanteil und einen Differentialanteil ableiten, und daß der Motor mit einem durch Verknüpfung von Proportional- und Differentialanteil gebildeten Stellsignal beaufschlagbar ist.
- 2. Antrieb nach Anspruch 1 mit umkehrbarer Bewegungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Weggebers (15)809817/0798mindestens drei um den Schritt gegeneinander versetzte Teilsignale erzeugbar sind, die während einer Motorbewegung um einen vorbestimmten Bruchteil des Schrittes in Abhängigkeit von der gewünschten Bewegungsrichtung einen ersten oder einen zweiten im wesentlichen konstanten Pegelwert haben und während des restlichen Bruchteils des Schrittes vom ersten bzw. zweiten Pegelwert aus auf den Ruhewert abfallen oder ansteigen, und daß die Reihenfolge der Weggeberteilsignale vertauschbar ist.
- 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Proportional- und Differentialanteil einstellbar ist.
- 4. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis derart ausgelegt ist, daß am Motor schon die volle Beschleunigungsspannung anliegt, bevor das jeweils verarbeitete Weggeberteilsignal seinen dem im wesentlichen konstanten Pegel entsprechenden Maximal- bzw. Minimalwert erreicht hat.
- 5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis derart ausgelegt ist, daß nach Übergang von dem im wesentlichen konstanten Pegel des . Weggeberteilsignals auf die daran anschließende Flanke die-609817/0798ses Signals am Motor bis kurz vor Erreichen der nächsten
Sollstellung die volle Bremsspannung anliegt. - 6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber derart ausgelegt ist, daß die abgegebenen Weggeberteilsignale einem geschwindigkeitsoptimalen Schrittbetrieb angepasst sind.
- 7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber (15) konstante Pegelwerte über jeweils eine im wesentlichen dem halben Schritt entsprechende Strecke liefert.
- 8. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Weggeberteilsignale in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg im wesentlichen linear ansteigen bzw. abfallen.
- 9. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber (15) als optoelektronische Einheit ausgebildet ist.
- 10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber (15) eine synchron mit der Motorbewegung angetriebene, durch den Strahlengang zwischen einer Lichtsender- und einer609817/0798Lichtempfängereinheit hindurchbewegbare Strichblende (16, 16') aufweist.
- 11. Antrieb nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daßdie Strichblende (16, 16') zwecks Vorgabe unterschiedlicher Schritte auswechselbar ist.
- 12. Antrieb nach Anspruch 1o oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Strichblende (16, 16') mindestens dem dreifachen Wert des Schrittes entspricht.
- 13. Antrieb nach einem der Ansprüche 1o bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang punkt- oder schlitzförmig ist und die Strichblende (16, 16') eine sich in der Bewegungsrichtung wiederholende Folge von Hellzonen (3o),zunehmend dunkler werdenden Graukeilen (31 bzw. 33), Dunkelzonen (32) und zunehmend heller werdenden Graukeilen (33 bzw. 31) hat, wobei in Bewegungsrichtung der Strichblende die Hell- und Dunkelzonen jeweils über ungefähr einen halben Schritt sowie die Graukeile jeweils über ungefähr einen vollen Schritt reichen·.
- 14. Antrieb nach einem der Ansprüche 1o bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang eine mindestens dem Schritt entsprechende Breite hat und die Strichblende (16') in Bewegungsrichtung abwechselnde Hell- und Dunkelzonen (116, 117)609 817/0798aufweist, die sich jeweils über eine im wesentlichen dem
-^- -fachen des Schrittes entsprechende Länge erstrecken,
wobei m die Anzahl der vom Weggeber erzeugten Teilsignale
ist. - 15. Antrieb nach einem der Ansprüche 1o bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber eine der Anzahl der Weggeberteilsignale entsprechende Anzahl von wechselweise ansteuerbaren Lichtsendern (18, 19, 2o; 108, 1o9, 11o) aufweist.
- 16. Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Lichtsender (18, 19, 2o) ein Lichtempfänger (21, 22, 23) zugeordnet ist.
- 17. Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß den
Lichtsendern (io8, 1o9, 11o) ein gemeinsamer Lichtempfänger (1o7) zugeordnet ist. - 18. Antrieb nach einem der Ansprüche 1o bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber eine der Anzahl der Weggeberteilsignale entsprechende Anzahl von wechselweise ansteuerbaren Lichtempfängern aufweist.
- 19. Antrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtempfänger mit einem gemeinsamen, ständig Licht emittierenden Lichtsender zusammenwirken.6 0 9817/07 9 8 - 20. Antrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfanger mit getrennten, ständig Licht emittierenden Lichtsendern zusammenwirken.
- 21. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lichtsender (18, 19» 2o) mit einer gemeinsamen Strichblendenspur zusammenwirken und in Bewegungsrichtung dieser Spur in Abstand voneinander angeordnet sind.
- 22. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lichtsender mit jeweils einer eigenen Strichblendenspur (loo, 1 o1 , 1o2) zusammenwirken.
- 23. Antrieb nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lichtempfänger mit einer gemeinsamen Strichblendenspur zusammenwirken und in Bewegungsrichtung dieser Spur in Abstand voneinander angeordnet sind.
- 24. Antrieb nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lichtempfänger mit jeweils einer eigenen Strichblendenspur. (1oo, 1 o1 , 1o2) zusammenwirken.
- 25. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor ein Rotationsmotor mit kleiner elektrischer Zeitkonstante vorgesehen ist.6098 17/07 98- 4a -
- 26. Antrieb nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als Kollektormotor ausgebildet ist.
- 27. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor ein Linearmotor mit kleiner elektrischer Zeitkonstante vorgesehen ist.
- 28. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 25 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor ein kollektorloser· Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierungsschaltung vorgesehen ist.
- 29. Antrieb nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß im Speisestromkreis jedes Motorstranges (66, 67) ein in Abhängigkeit von der Motorstellung von nichtinvertierenden auf invertierenden Betrieb umschaltbarer Operationsverstärker (63, 64) liegt.
- 30. Antrieb nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsverstärker als analoger Leistungsverstärker aufgebaut ist.
- 31. Antrieb nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Operationsverstärker als getasteter Leistungsverstärker ausgebildet ist.609817/0798
- 32. Antrieb nach einem der Ansprüche 10 bis 24 und einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnetp daß der Weggeber und die die Motorstellung für die Kommutierung erfassende Anordnung zu einer Einheit zusammengefaßt sind.
- 33. Antrieb nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichblende des Weggebers mit einer zusätzlichen Kommutierungsspur versehen ist ο
- 34. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltungsstufe (13) zur Erkennung der ausgeführten Schritte.
- 35. Antrieb nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Schritterkennungsstufe (13) abgegebene "Schritt ausgeführf-Signal als Schrittbefehl zum Auslösen des jeweils nächsten Schrittes ausgenutzt ist.
- 36. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er wahlweise von lagegeregeltem Schrittmotorbetrieb auf lageungeregelten Betrieb umschaltbar ist,
- 37. Antrieb nach Ansprüchen 34 und 36, dadurch gekennzeichnet,daß im lageungeregelten Motorbetrieb der Phasengeber (25) mittels der "Schritt ausgeführt"-Signale der Schritterkennungsstufe (13) synchron mit der Motorbewegung weiterschaltbar ist.609817/0798
- 38. Antrieb nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritterkennungsstufe (13) das "Schritt ausgeführt"-Signal bereits nach einem vorbestimmten Bruchteil des jeweils ausgeführten Schrittes abgibt.
- 39. Antrieb nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritterkennungsstufe (13) das "Schritt ausgeführf-Signal nach Ausführung etwa des halben Schrittes abgibt.
- 40. Antrieb nach einem der Ansprüche 36 bis 39, gekennzeichnet durch eine Umschaltauslösestufe (24), mittels deren der Übergang von lageungeregeltem auf lagegeregelten Betrieb auslösbar ist.
- 41. Antrieb nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch eine Entscheidungsstufe, die vor dem Ansprechen der Umschaltauslösestufe eine Herabsetzung der Motorgeschwindigkeit im lageungeregelten Betrieb bewirkt.
- 42. Antrieb nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsstufe (56) den Antrieb von Beschleunigen auf Bremsen umschaltet und die Umschaltauslösestufe (24) auf das Erreichen einer vorbestimmten Abschaltgeschwindigkeit anspricht.
- 43. Antrieb nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltauslösestufe (24) mit den Schrittbefehlen und den "Schritt ausgeführf'-Signalen der Schritterkennungsstufe (13) beauf-6098 1 7/0798schlagt ist und anspricht, wenn das Zeitintervall zwischen einem Schrittbefehl und dem zugehörigen "Schritt ausgefüh rufsignal einen vorbestimmten Mindestwert erreicht.
- 44. Antrieb nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daB ein Geschwindigkeitsregler (59, 60) vorgesehen ist, mittels dessen der Antrieb im lageungeregelten Betrieb auf eine vorgegebene Abschaltgeschwindigkeit regelbar ist, daß die Entscheidungsstufe den Geschwindigkeitsregler zwecks Einregeins des Antriebes auf die Abschaltgeschwindigkeit wirksam macht und daß die Umschaltauslösestufe auf das Erreichen der Zielposition anspricht, um den Antrieb innerhalb eines einzigen Schrittes lagegeregelt stillzusetzen.
- 45. Antrieb nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlsollwert des Geschwindigkeitsreglers (59, 60) umschaltbar und mittels des Geschwindigkeitsreglers auch die Arbeitsgeschwindigkeit im lageungeregelten Betrieb regelbar ist.
- 46. Antrieb nach Anspruch 44 oder 45, gekennzeichnet durch einen Frequenzspannungswandler (65), der ein Istgeschwindigkeitssignal aus den "Schritt ausgeführf-Signalen ableitet.
- 47. Antrieb nach einem der Ansprüche 36 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß das "Schritt ausgeführf-Signal im lageungeregelten und im lagegeregelten Motorbetrieb über unterschiedlich bemessene Zeitverzögerungsstufen (42, 43) an den Schrittbe-6098 17/07 9 8fehleingang (27) des Antriebs weitergebbar ist.
- 48. Antrieb nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswahl der jeweils wirksam gemachten Zeitverzögerungsstufe (42, 43) eine von der Umschaltauslösestufe (24) gesteuerte Schaltstufe (49) vorgesehen ist.49V Antrieb nach einem der Ansprüche 41 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsstufe zusätzlich die Start- und Stoppbefehle für den Antrieb liefert.609817/0798Leerseite
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