DE2801581A1

DE2801581A1 - Steuerschaltung zur steuerung von drehstrom-asynchronmotoren

Info

Publication number: DE2801581A1
Application number: DE19782801581
Authority: DE
Inventors: Hans Richter
Original assignee: HA Schlatter AG
Current assignee: HA Schlatter AG
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1979-07-19

Description

Steuerschaltung zur Steuerung von Drehstrom-Asynchronmotoren Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zur Steuerung von Drehstrom-Asynchronmotoren zum Antrieb der Achsen eines Industrieroboters, wobei die Asynchronmotoren von ihrer Nenndrehzahl auf eine niedrigere Drehzahl umschaltbar sind und diese Umschaltung bewirkt wird, bevor die entsprechende Achse ihre Sollposition erreicht, bei der der zugehörige Motor abgeschaltet wird.
Zum Antrieb der Achsen eines Industrieroboters werden bislang Gleichstrommotoren verwendet, welche impulsförmig angesteuert werden. Sollen die Achsen eine bestimmte Raumkoordinate ansteuern, dann werden die Motoren anfänglich bis zu einer bestimmten Drehzahl beschleunigt, welche einige Zeit beibehalten wird, wonach dann die Drehzahl der Motoren herabgesetzt wird bis zu einer Kriechdrehzahl, mit der dann die entsprechende Achse in ihre Sollposition bewegt wird. Wird die Sollposition überschritten, dann dreht der entsprechende Motor in anderer Drehrichtung mit der Kriechdrehzahl, bis die Sollposition von der anderen Seite her erreicht ist.
Die Steuerung der Motoren kann hierbei nach verschiedenen Prinzipien erfolgen. Bekannt ist hierbei beispielsweise das Prinzip des Phasenanschnitts, der Impulsmodulierung oder der Pausenmodulierung. Allen Steuerungsarten ist gemeinsam, daß der schaltungstechnische Aufwand sehr erheblich ist.
Es war bislang nicht möglich, zum Antrieb der Achsen eines Industrieroboters Drehstrom-Asynchronmotoren zu verwenden, da mit ihnen bislang ein einwandfreies Positionieren der Achsen nicht möglich war. Hierbei wurden auch Versuche mit Drehstrommotoren unternommen, mit denen ein Kriechgang möglich ist. Ein Kriechgang ist hierbei möglich entweder durch polumschaltbare Ständerwicklungen oder durch Verwendung eines Drehstrommotors mit Doppelläufer oder durch eine Kombination von zwei Drehstrommotoren, die miteinander gekuppelt und in Kaskade geschaltet sind, Es besteht die Aufgabe, eine Steuerschaltung zu finden, mit der es möglich ist, Drehstrom-Asynchronmotoren mit Kriechgang zum Antrieb der Achsen eines Industrieroboters einsetzen zu können.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches.
Das Prinzip der Steuerschaltung wird nachfolgend anhand der Figur erläutert.
Der Motor 1 treibt eine Welle 4 an, welche zum Antrieb einer Achse eines Industrieroboters dient. Auf dieser Achse ist ein Winkelkodierer 6 angeordnet, mit welchem es möglich ist, die Stellung der Achse zu messen. Der gemessene Wert wird über die Leitung 6 in eine Vergleicherschaltung 7 eingegeben, Mit der Vergleicherschaltung 7 ist verbunden eine Speicherschaltung 2, in der die Um- und Abschaltpunkte für den Motor 1 gespeichert sind.
Die Um- und Abschaltpunkte werden bei 3 in die Speicherschaltung 2 eingegeben. Hierbei ist man bestrebt, den Umschaltpunkt kurz vor den Abschaltpunkt zu legen, damit die Zeitdauer für die Positionierung der Achsen möglichst kurz ist. Die Stellung der Achse wird vom Winkelkodierer 5 zum Zeitpunkt der Abschaltung des Motors 1 erfaßt und über die Leitung 6 in die Vergleicherschaltung 7 eingegeben. Dies entspricht der Istposition der Achse des Industrieroboters. In die Vergleicherschaltung 7 wird weiterhin von der Speicherschaltung 2 die Sollposition über die Leitung 8 eingegeben. In der Vergleicherschaltung 7 wird sodann die vom Winkelkodierer 5 zum Zeitpunkt der Abschaltung des Motors 1 gemessene Istposition verglichen mit der in der Speicherschaltung 2 gespeicherten Sollposition. Wird in der Vergleicherschaltung 7 hierbei eine Abweichung festgestellt, dann wird diese Abweichung über die Leitung 9 in die Speicherschaltung 2 eingegeben und der Umschaltpunkt entsprechend korrigiert.
Hat beispielsweise die Achse die Sollposition nicht erreicht, dann wird der Umschaltpunkt in Bewegungsrichtung der Achse um den Wert der Abweichung verschoben. Hat dagegen die Achse die Sollposition überfahren, dann wird der Umschaltpunkt entgegen der Bewegungsrichtung der Achse um die Abweichung versetzt.
Es ist auf diese Weise möglich, unvermeidliche Positionierfehler infolge Bremsenverschleiß, Laständerungen, Erwärmungen und Spiel zu korrigieren und eine einwandfreie Positionierung auch bei der Verwendung von Drehstrom-Asynchronmotoren zu ermöglichen.
Mit der zuvor beschriebenen Arbeitsweise wird der jeweils nächste Arbeitszyklus aufgrund des augenblicklichen Arbeitszyklusses korrigiert. Um im augenblicklichen Arbeitszyklus dieSollposition einwandfrei ansteuern zu können, wird die Abweichung über die Leitung 9 nicht nur zur Korrektur des Umschaltpunktes verwendet, sondern dient gleichzeitig dazu, die Welle 4 auf Sollposition nachzuführen.
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Claims

Patentansprüche 0 Steuerschaltung zur Steuerung von Drehstrom-Asynchronmotoren zum Antrieb der Achsen eines Industrieroboters, wobei die Asynchronmotoren von ihrer Nenndrehzahl auf eine niedrigere Drehzahl umschaltbar sind und diese Umschaltung bewirkt wird, bevor die entsprechende Achse ihre Sollposition erreicht, bei der der zugehörige Motor abgeschaltet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß eine Speicherschaltung vorgesehen ist, in der die Um-und Abschaltpunkte gespeichert werden, die Achsen mit Winkelkodierern versehen sind, über die die Istposition am Abschaltpunkt erfaßt wird, diese Istposition mit der Sollposition in einer Vergleicherschaltung verglichen wird und bei einer Abweichung der gespeicherte Umschaltpunkt gelöscht und durch einen um die Abweichung geänderten neuen Umschaltpunkt ersetzt wird.
2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Vergleicherschaltung bei einer Abweichung die Achse in ihre Sollposition steuert und dieser Nachführweg den geänderten Umschaltpunkt bestimmt,