DE2815906C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2815906C2
DE2815906C2 DE2815906A DE2815906A DE2815906C2 DE 2815906 C2 DE2815906 C2 DE 2815906C2 DE 2815906 A DE2815906 A DE 2815906A DE 2815906 A DE2815906 A DE 2815906A DE 2815906 C2 DE2815906 C2 DE 2815906C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor shaft
motor
signals
logic circuit
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2815906A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2815906A1 (de
Inventor
Gijsbertus Bernardus Heumen Nl Morsing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daisy Systems Holland Bv Wijchen Nl
Original Assignee
Daisy Systems Holland Bv Wijchen Nl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daisy Systems Holland Bv Wijchen Nl filed Critical Daisy Systems Holland Bv Wijchen Nl
Publication of DE2815906A1 publication Critical patent/DE2815906A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2815906C2 publication Critical patent/DE2815906C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/27Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device
    • G05B19/29Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/291Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G05B19/293Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G05B19/232Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41029Adjust gain as function of position error and position
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42104Loop switch, speed loop then position loop, mode switch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Servosteuerung, mit digitalisierter Distanzbestimmung und variablen Verstärkungskoeffizienten, bei dem Position und Geschwindigkeit von an einer Motorwelle angekuppelten Teilen gesteuert werden, mit einem an der Motorwelle angeordneten Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer, der mindestens zwei codierte zyklische, zueinander phasenverschobene, Positionssignale liefert, wobei jeder Zyklus dieser Positionssignale proportional einer vorbestimmten Einheit einer Relativbewegung der Motorwelle ist, mit einer Logikschaltung, um aus den codierten Positionssignalen analoge, repräsentative Ausgangssignale für die momentane gewünschte Umdrehungsgeschwindigkeit der Motorwelle zu erzeugen, mit einer Motorpositionsbestimmungsschaltung, in der die codierten Positionssignale in analoge Ausgangssignale umgewandelt werden, die ein Maß für die momentan noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motorwelle sind, mit einem Differenzverstärker, in dem die analogen Ausgangssignale der Logikschaltung mit den analogen Signalen der Motorpositionsbestimmungsschaltung verglichen werden, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das einem Leistungsverstärker zugeführt, dort in ein verstärktes Stromsignal umgewandelt und den Motorwindungen zugeführt wird.
Eine Servosteuerung dieser Art ist aus der Literaturstelle BBC-Nachrichten 1975, Heft 3, Seiten 117 bis 122 sowie aus der US-PS 35 12 060 bekannt. Es handelt sich in beiden Fällen um Vorschubantriebe für Werkzeug- und Spezialmaschinen. Solche Antriebe unterscheiden sich prinzipiell nicht von solchen für elektronische Druckvorrichtungen, weil es auch hier darauf ankommt, ein oder mehrere bewegliche Teile an einer ganz bestimmten Stelle zum Stillstand zu bringen. Um dies zu erreichen, wird der Motor, der die beweglichen Teile antreibt in eine Servoschleife aufgenommen, die sehr kritisch eingestellt ist. Diese Einstellung läßt sich jedoch sehr schwer aufrechterhalten, weil bei einer geringen Abweichung der Einstellung, z. B. durch Spiel in der Antriebswelle des Motors oder Flexibilität der mit der Motorwelle gekuppelten Teile Oszillationen im Rückkopplungssystem der Schleife auftreten können. Daraus ergibt sich, daß die kritische Einstellung von Zeit zu Zeit nachgeregelt werden muß, wozu man Fachleute braucht. Oft wird in der bekannten Servoschleife eine Codiervorrichtung angewandt, die analoge Signale liefert, die ein Maß für die Position der Motorwelle sind. Jedoch sind diese analogen Positionssignale, die im allgemeinen sinusförmig sind oder Dreieckform haben, nicht ganz repräsentativ für die Position der Motorwelle, weil diese Signale leicht beeinflußbar sind, beispielsweise durch die Temperatur sowohl der Umgebung wie des Innern der Codiervorrichtung und durch Schwankungen in der Speisespannung. Dadurch, daß diese analogen Positionssignale beeinflußbar sind, ist die Servoschleife nicht mehr optimal einstellbar. Dieser Nachteil kann beseitigt werden durch die Anwendung einer Codiervorrichtung, die digitale Positionssignale liefert, mit deren Hilfe wieder analoge Signale erzeugt werden, die im allgemeinen einen Schrittverlauf haben. Ein solches Schrittsignal hat jedoch den Nachteil, daß eine Abregelung der Schleife ohne Oszillationserscheinungen nicht möglich ist.
Ein weiterer Nachteil der kritischen Einstellung der oben beschriebenen Servoschleife ist, daß der Motor, z. B. nachdem ein Zeichen abgedruckt worden ist, auch während der darauffolgenden Periode oder Ruhelage, in der kein Zeichnen abgedruckt wird, ganz starr in seiner letzten Abdruckstellung oder Arbeitslage gehalten wird, d. h., daß die Ruhelage tatsächlich gleich der Arbeitslage ist, was dazu führt, daß der Motor auch in der Ruhelage unnötig belastet wird und daher eine übermäßige Wärmeentwicklung entsteht, während auch durch die Oszillationen der Motorwelle ein erhebliches Lärmniveau eintritt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Servosteuerung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß dessen maximale kritische Einstellung auch dann gehalten wird, falls infolge der mit der Motorwelle gekuppelten, beweglichen Teile Oszillationen im Rückkopplungssystem der Servoschleife auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß elektrische Abschwächungseinrichtungen vorgesehen sind, die das jeweilige Eingangssignal zum Leistungsverstärker dadurch beeinflussen, indem die Übertragungsfunktion sowohl unabhängig vom analogen Motorpositionssignal als auch unabhängig vom analogen Geschwindigkeitssignal auf diese Eingangssignale geregelt wird, wobei die Regelung vom Ort der Arbeits- oder Ruhelage der mit der Motorwelle gekuppelten Teile abhängig gemacht wird.
Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß nur während der Arbeitslage eine kritische Einstellung erzielt wird. Das hat zur Folge, daß die Wärmeentwicklung jetzt erheblich verringert wird. Außerdem ist der Lärm infolge der Oszillationen nicht mehr merkbar. Die Oszillationen können innerhalb gewisser Amplitudengrenzen gehalten werden. Ferner ist kein geschultes Personal mehr erforderlich, um die kritische Einstellung regelmäßig nachzuregeln. Im allgemeinen wird mit der Erfindung erreicht, daß der Verstärkungsfaktor und der Dämpfungskoeffizient von den Gebrauchsbedingungen der Vorrichtung abhängig gemacht werden, und zwar derart, daß Oszillationen und sich daraus ergebender Lärm, Wärmeentwicklung und Verschleiß der mit der Motorwelle gekuppelten Teile nicht länger und nicht mit einer größeren Amplitude auftreten, als zum richtigen Funktionieren der Vorrichtung in der die Servosteuerung angewandt wird, notwendig ist. Mit der Erfindung ist es möglich geworden, eine digitale Codiervorrichtung mit einem niedrigen Auflösungsvermögen anzuwenden, weil Oszillationen infolge von Digitalisierungseffekten nicht länger störend sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 die Logikschaltung 9 der Fig. 1 und 2;
Fig. 4a ein Wellendiagramm, gehörend zur Codiervorrichtung von Fig. 1 und 2;
Fig. 4b ein Wellendiagramm zur näheren Erklärung von Fig. 3 bei linksdrehendem Motor und
Fig. 4c ein Wellendiagramm, gehörend zu den Motorpositionsbestimmungsmitteln von Fig. 2.
Fig. 1 zeigt einen Motor 1, der mit einer Motorwelle 1 a versehen ist, auf der sowohl bewegliche Teile, z. B. ein Speichenrad mit Zeichen usw., die zusammen durch einen Block 2 dargestellt werden, als auch ein Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer 3 a angebracht sind. Der Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer ist so eingerichtet, daß dieser zwei digitale Signale ENC 1 und ENC 2, siehe Fig. 4a, erzeugt, wobei bei konstanter Motorgeschwindigkeit beide Signale symmetrisch blockförmig sind und abhängig von der Motordrehrichtung plus oder minus 90° zueinander phasenverschoben sind. Diese beiden Signale werden einem Detektor 3 b zugeführt, in dem sie auf Zählimpulse reduziert werden (bei jedem Flankenpassieren eines jeden der beiden ENC 1 und ENC 2 wird, abhängig von der Motordrehrichtung (linksherum ist P und rechtsherum ist Q), ein Linksimpuls oder ein Rechtsimpuls erzeugt), die in Fig. 4a als Links- und Rechtsimpulse L und R angegeben sind. Der Detektor 3 b weist zwei Ausgänge auf, wobei der eine die Linksimpulse L und der andere die Rechtsimpulse R zugeführt bekommt. Der Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer 3 a und der Detektor 3 b bilden zusammen die Codiervorrichtung 3.
Die beiden Ausgänge des Detektors 3 b, die auch die Ausgänge der Codiervorrichtung 3 sind, sind mit einer Motorpositionsbestimmungsschaltung 4 verbunden. Dieser wird auch aus einer Steuervorrichtung 5 ein Bewegungsauftrag in Form eines Startimpulses S zugeführt, um den gewünschten Bewegungsabstand der Motorwelle ebenfalls aus der Steuervorrichtung 5 (über die Buchse B 1) zuzuführen, um ein analoges Ausgangssignal zu erzeugen, das ein Maß für die momentan noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motorwelle ist. Die Wirkung der Motorpositionsbestimmungsschaltung wird nachstehend anhand von Fig. 1 näher erklärt. Das Ausgangssignal der Motorpositionsbestimmungsschaltung wird über ein einstellbares Potentiometer 6 und über ein erstes Schwächungsmittel 7 einem der zwei Eingänge eines Differenzverstärkers 8 zugeführt.
Die beiden Ausgänge der Codiervorrichtung 3 sind mit einer Logikschaltung 9 verbunden, in denen das Links- oder Rechtssignal in ein Analogsignal umgewandelt wird, das proportional der momentanen Drehzahl der Motorwelle ist. Dieses Analogsignal wird über ein zweites Schwächungsmittel 11 dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers 8 zugeführt. Die beiden Analogsignale werden im Differenzverstärker verglichen, wobei das Differenzsignal dem Eingang eines Leistungsverstärkers 12 zugeführt wird, in dem das Differenzsignal in ein Startsignal umgewandelt wird, das den Motorwicklungen zugeführt wird, um die Motorwelle in die gewünschte Stellung zu bringen.
Die Potentiometer 6 und 10 dienen zur Abregelung des Servopositionierungsverhaltens bei einer selektierten Arbeitsbedingung des Servosystems.
Bei Anwendung der Schwächungsmittel 7 und 11, die bedingungsabhängig sind, d. h. abhängig von der Ruhe-Arbeitslage des Servosystems, stellt sich heraus, daß die Einstellung des Potentiometers 6 nicht mehr kritisch ist. Ohne großen Nachteil kann dieses Potentiometer 6 weggelassen werden, wodurch ein Abregelpunkt weniger vorhanden ist und die Aussicht auf falsches Arbeiten des Systems verringert wird.
Die Steuervorrichtung 5 ist ebenfalls mit einer Dämpfungs- und Verstärkungsfaktorregelvorrichtung 13 verbunden, die mit zwei Ausgängen versehen ist, die je mit einem der Schwächungsmittel 7 und 11 verbunden sind.
Wenn nun der Motorpositionsbestimmungsschaltung ein Bewegungsauftrag erteilt wird, wird auch ein Steuersignal der Vorrichtung 13 zugeführt, die ansprechend auf auf dieses Steuersignal jedem der Schwächungsmittel ein Signal zuführt, um jedes mit dem gewünschten Dämpfungs- und Verstärkungsfaktor einzustellen. Es ist dabei nicht notwendig, daß die beiden Schwächungsmittel eine gleiche Dämpfung oder Verstärkung geben.
Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform nach Fig. 1, und zwar in dem Sinne, daß das Schwächungsmittel 7 in der Konfiguration nach Fig. 2 in die Ausgangsleitung des Differenzverstärkers als Schwächungsmittel 7′ aufgenommen ist. Ferner ist das Potentiometer 6 nicht mehr vorhanden. Im übrigen ist Fig. 2 im wesentlichen identisch mit Fig. 1. Jedoch ist in Fig. 2 die Motorpositionsbestimmungsschaltung 4 detailiert gegeben.
Nach Fig. 2 ist die Motorpositionsbestimmungsschaltung 4 mit einer Logikschaltung 14 versehen, der die Links- und Rechtsimpulse L und R aus der Codiervorrichtung 3 vorgeführt werden. Die Schaltung 14 ist mit zwei digitalen Auf- und Nieder-Zählern 15 und 16 verbunden, die je eine Polaritätsbezeichnungseinheit 17 und 18 aufweisen, die ein Polaritätsbit POL 1 und POL 2 (siehe Fig. 4c) liefern, und zwar derart, daß ein einziger Schritt des Zählers 16, siehe Fig. 4c, einer vorbestimmten Anzahl von 2 N Links- oder Rechtsimpulsen entspricht, hergeleitet aus den von der Codiervorrichtung 3 erzeugten Positionssignalen L und R, siehe Fig. 4a.
Die POL 1 und POL 2 Bits sowie der Inhalt der Zähler 15 und 16 wird über die POL 1 und POL 2 Leitungen und die Buchse B 2 und B 3 zum Logikkreis 14 zurückgeführt, um ein Zählschaltbild nach Fig. 4c zu ermöglichen.
Ferner ist die Motorpositionsbestimmungsschaltung 4 mit einer Logikschaltung 19 versehen, dem ebenfalls die genannten POL 1, POL 2 Bits und die Stellung der Zähler 15 und 16 über die POL 1 und POL 2 Leitungen und die Buchsen B 2 und B 3 zugeführt werden. Die Logikschaltung 19 decodiert aus den Polaritätsbits POL 1 und POL 2 und aus der Stellung der Zähler 15 und 16 eine Anzahl digitaler Signale, die über eine Buchse B 4 einem Digital-Analogumsetzer 20 zugeführt werden, der ansprechend auf seine Eingangssignale das in Fig. 1 genannte analoge Positionsbestimmungsausgangssignal liefert, das ein Maß für die noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motorwelle ist.
Wie schon oben angegeben, wird über die Steuervorrichtung 5 ein Bewegungsauftrag erteilt, wodurch der Zähler 16 und die Polaritätseinheit 18 aufgrund eines Startimpulses S über die Buchse B 1 aufgeladen werden, und zwar mit einer Stellung, die dem gewünschten Bewegungsabstand der Motorwelle entspricht. Das Servosystem wird dann dafür sorgen, daß die Zähler 15 und 16 erneut auf Null gezählt werden. Die neue Nullstellung der Zähler entspricht dann einer anderen Stellung der Motorwelle.
In dem in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel braucht in dem Moment, in dem der Startimpuls S gegeben wird, der Zähler 15 nicht genau gleich Null zu sein. Eine solche an sich zulässige Fehlpositionierung darf jedoch bei wiederholter Ausführung von Bewegungsaufträgen nicht kumulieren. Es ist deshalb von großer Wichtigkeit, daß der Zählerstand des Zählers 15 und das Polaritätsbit POL 1 der Polaritätseinheit 17 nicht urch den Startimpuls S angegriffen werden, sondern nur aufgrund von Links- und Rechtsimpulsen aus der Codiervorrichtung 3 geändert werden.
Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 wird das von der Motorpositionsbestimmungsschaltung 4 kommende Analogsignal unmittelbar dem Differenzverstärker 8 zugeführt, wobei das Schwächungsmittel 7 in Form des Schwächungsmittels 7′, wie schon oben angegeben, zwischen dem Differenzverstärker 8 und dem Leistungsverstärker 12 angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Anordnung die Wirkung der Servoschleife völlig gleich der Wirkung der Servoschleife nach Fig. 1 bleibt, und zwar in dem Sinne, daß die im wesentlichen aus hochomigen Widerständen und Feldeffekttransistoren aufgebauten Schwächungsmittel in der Konfiguration nach Fig. 2 kreistechnische Vorteile ergeben (es genügen weniger Feldeffekttransistoren und Widerstände günstigerer Werte) und also bei weitergehender Miniaturisierung der Servoschleife vorteilhaft sind.
Fig. 3 zeigt die Logikschaltung nach Fig. 1 und 2. Die Links- und Rechtsimpulse L und R werden durch ein ODER-Tor 21 einem Triggereingang eines monostabilen Multivibrators 22 zugeführt, der beim Erscheinen eines Linksimpulses L oder eines Rechtsimpulses R abgefeuert wird. Dieser Multivibrator erzeugt dann einen Impuls, siehe Fig. 4b, Wellenform A, dessen Zeitdauer einen bestimmten festen Wert hat. Weiter werden die Linksimpulse und die Rechtsimpulse je einem gesonderten Eingang eines bistabilen Multivibrators 23 zugeführt, wobei der Linksimpuls L diesen Multivibrator einstellt, während der Rechtsimpuls R diesen Multivibrator zurückstellt.
Der Ausgang des Multivibrators 22 ist mit einem ersten Eingang von zwei NUND-Toren 24 und 25 mit offenem Kollektorausgang verbunden, während der Ausgang des Multivibrators 23 mit einem zweiten Eingang der zwei NUND-Tore verbunden ist. Der Ausgang des NUND-Tores 24 ist über eine Serienschaltung eines Widerstandes 26 und 27 mit einer positiven Klemme einer Spannungsquelle verbunden (z. B. +12 V). Der Verbindungspunkt der Widerstände 26 und 27 ist mit der Basis eines Transistors 28 verbunden, dessen Emitter ebenfalls mit der positiven Klemme der Spannungsquelle verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand 29 mit der Basis eines Transistors 30 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 30 ist über einen Widerstand 31 mit einer negativen Klemme der Spannungsquelle verbunden (z. B. -12 V). Zwischen der Basis des Transistors 30 und der negativen Klemme ist eine Serienschaltung einer Diode 32 und eines Widerstandes 33 angeordnet, wobei die Diode in der Richtung der negativen Klemme leitet. Über die Serienschaltung der Diode 32 und des Widerstandes 33 ist ein Widerstand 34 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 30 ist mit der einen Klemme einer Parallelschaltung eines Kondensators 41 und Widerstandes 42 verbunden, während die andere Klemme dieser Parallelschaltung mit der Erde verbunden ist. Die eine Klemme der Parallelschaltung bildet zugleich den Ausgang der Logikschaltung 9.
Der Ausgang des NUND-Tores 25 ist über einen Widerstand 35 mit der Basis eines Transistors 36 verbunden, dessen Emitter über den Widerstand 37 mit der positiven Klemme verbunden ist. Zwischen der Basis des Transistors 36 und der positiven Klemme ist eine Serienschaltung einer Diode 39 und eines Widerstandes 38 angeschlossen, wobei die Diode 39 in der Richtung der Basis des Transistors 36 leitet. Über die Serienschaltung der Diode 39 und des Widerstandes 38 ist ein Widerstand 40 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 36 ist ebenfalls mit der einen Klemme der Parallelschaltung des Kondensators 41 und des Widerstandes 42 verbunden.
Wenn nun beispielsweise ein Linksimpuls L eintrifft, wird der Multivibrator 22 abgefeuert und der Multivibrator 23 eingestellt. Infolgedessen entsteht am NUND-Tor 24 ein Ausgangssignal, wie in Fig. 4b mit der Wellenform B angegeben ist. Der Transistor 28 wird daher leitend, wodurch an der Basis des Transistors 30 eine konstante Spannung entsteht, infolge der Widerstandsteilung der Widerstände 29 und 33. Der Transistor 30 dient daher als Emitterfolger, und dies führt zu einem konstanten Emitterstrom. Bei genügend hohem Stromverstärkungsfaktor des Transistors 30 wird der erzeugte Kollektorstrom praktisch gleich dem Emitterstrom sein. Da der Multivibrator 22 ein Signal am NUND-Tor 25 gibt und der Multivibrator 23 diesem kein Signal liefert, wird das NUND-Tor 25 kein niedriges Ausgangssignal liefern, siehe Fig. 4b bei B, wodurch der Transistor 36 in nicht-leitendem Zustand bleibt. Es ist klar, daß in der oben beschriebenen Situation ein Stromkreis über die Parallelschaltung des Kondensators 41 und des Widerstandes 42 entsteht und über die Kollektor-Emitterbahn des Transistors 30, wodurch der Kondensator 41 entsprechend aufgeladen wird, siehe Fig. 4b bei C. Es ist weiter klar, daß, wenn ein Rechtsimpuls R zugeführt wird, der Transistor 36 leitend wird, während der Transistor 30 gesperrt wird. Es entsteht dann ein solcher Stromkreis, daß der Kondensator 41 in entgegengesetzter Richtung aufgeladen wird. In der Figur ist beim Transistor 36 ein "Pluszeichen" und beim Transistor 30 ein "Minuszeichen" angebracht, um die jeweiligen Stromquellen anzugeben. Die Spannung, siehe Fig. 4b bei C, die über die Parallelschaltung 41 und 42 entsteht, ist daher ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit der Motorwelle.
Die Dioden 32 und 39 dienen zum Temperaturausgleich der Basis-Emitterübergänge der Transistoren 30 und 36. Die Widerstände 34 und 40, die beide relativ zu den Widerständen 33 und 38 hochohmig sind, dienen dazu, das Sperren der Transistoren 30 bzw. 36 sicherzustellen, d. h. von etwaigen Leckströmen unabhängig zu machen.
Die Servosteuerung ist zwar im Zusammenhang mit einem Drucker beschrieben worden, sie ist aber allgemein in Vorrichtungen anwendbar, in denen eine Arbeits/Ruhelage vorhanden ist. Beispielsweise ist eine Ausführungsform möglich, bei der das Motorpositionsbestimmungssignal durch Benutzung einer absoluten Positioniercodiervorrichtung statt einer inkrementellen Codiervorrichtung erhalten wird (Block 3, Fig. 1). Unter einer absoluten Codiervorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, bei der die absolute Stellung (Winkel) der Motorwelle ausgelesen wird. Das kann dadurch vorgenommen werden, daß mit mehreren Aufnehmern eine Anzahl nebeneinander liegender Spuren einer Codierscheibe derart abgetastet werden, daß von diesen Aufnehmern eine Anzahl digitaler Signale erzeugt werden, die die momentane Stellung der Motorwelle wiedergeben. Bei der Benutzung einer solchen absoluten Codiervorrichtung erhält man den Vorteil, daß die Ausführung des Blocks 4 (Fig. 2) stark vereinfacht werden kann (die Zähler können z. B. fortgelassen werden).

Claims (6)

1. Servosteuerung, mit digitalisierter Distanzbestimmung und variablen Verstärkungskoeffizienten, bei dem Position und Geschwindigkeit von an einer Motorwelle angekuppelten Teilen gesteuert werden, mit einem an der Motorwelle angeordneten Positionsgeschwindigkeitsaufnehmer, der mindestens zwei codierte zyklische, zueinander phasenverschobene, Positionssignale liefert, wobei jeder Zyklus dieser Positionssignale proportional einer vorbestimmten Einheit einer Relativbewegung der Motorwelle ist, mit einer Logikschaltung, um aus den codierten Positionssignalen analoge, repräsentative Ausgangssignale für die momentane gewünschte Umdrehungsgeschwindigkeit der Motorwelle zu erzeugen, mit einer Motorpositionsbestimmungsschaltung, in der die codierten Positionssignale in analoge Ausgangssignale umgewandelt werden, die ein Maß für die momentan noch zurückzulegende Winkelverdrehung der Motorwelle sind, mit einem Differenzverstärker, in dem die analogen Ausgangssignale der Logikschaltung mit den analogen Signalen der Motorpositionsbestimmungsschaltung verglichen werden, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das einem Leistungsverstärker zugeführt, dort in ein verstärktes Stromsignale umgewandelt und den Motorwindungen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Abschwächungseinrichtungen (7, 7′, 11) vorgesehen sind, die das jeweilige Eingangssignal zum Leistungsverstärker (12) dadurch beeinflussen, indem die Übertragungsfunktion sowohl unabhängig vom analogen Motorpositionssignal als auch unabhängig vom analogen Geschwindigkeitssignal auf diese Eingangssignale geregelt wird, wobei die Regelung vom Ort der Arbeits- oder Ruhelage der mit der Motorwelle gekuppelten Teile abhängig gemacht wird.
2. Servosteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Abschwächungseinrichtungen aus zwei Schwächungsmitteln (7, 11) bestehen, deren eine (11) zwischen der Logikschaltung (9) und dem Differenzverstärker (8) zum Schwächen der von der Logikschaltung erzeugten analogen Ausgangssignale gekoppelt ist und deren andere (7) zwischen der Motorpositionsbestimmungsschaltung ( 4) und dem Differenzverstärker (8) zum Schwächen der von der Motorpositionsbestimmungsschaltung erzeugten analogen Ausgangssignale gekoppelt ist.
3. Servosteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Abschwächungseinrichtungen aus zwei Schwächungsmitteln (7′, 11) bestehen, deren eine (11) zwischen der Logikschaltung (9) und dem Differenzverstärker (8) zum Schwächen der von der Logikschaltung erzeugten analogen Ausgangssignale gekoppelt ist und deren andere (7′) zwischen dem Ausgang des Differenzverstärkers (8) und dem Eingang des Leistungsverstärkers (12) gekoppelt ist.
4. Servosteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Abschwächungseinrichtungen (7, 7′, 11) gleichzeitig durch ein einziges Arbeits- oder Ruhesignal auf die gewünschten Werte eingestellt werden können.
5. Servosteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (9) mit einem Kondensator (41) versehen ist, der mit einer vorbestimmten Ladung aufgeladen wird, und zwar jedes Mal, nachdem eine Flanke eines der der Logikschaltung zugeführten blockförmigen Signale auftritt, wobei die Polarität der genannten Ladung im Kondensator abhängig von der Drehrichtung der Motorwelle ist, und der Kondensator über einen Widerstand (42) konstant entladen wird, wobei dann die momentane Spannung über den Kondensator ein Maß für die momentane Winkelgeschwindigkeit der Motorwelle ist.
6. Servosteuerung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorpositionsbestimmungsschaltung (4) mit zwei digitalen Auf- und Nieder-Zählern (15, 16) versehen sind, die je eine Polaritätsbezeichnung aufweisen, so daß ein Schritt des einen Zählers (16) einer vorbestimmten Anzahl Zyklen der von der Codiervorrichtung (3) erzeugten Positionssignale entspricht, während der andere Zähler (15) diese vorbestimmte Anzahl Zyklen zählt, wobei zum Bewirken einer Motorwellenverschiebung der andere Zähler (16) mit einer Stellung entsprechend der gewünschten Motorwellenverschiebung geladen wird.
DE19782815906 1977-04-19 1978-04-10 Servosteuerung mit digitalisierter distanzbestimmung und variablen verstaerkungs-/daempfungskoeffizienten Granted DE2815906A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7704258A NL7704258A (nl) 1977-04-19 1977-04-19 Servosturing met gedigitaliseerde afstandsbepa- ling en variabele versterkings-/dempingscoeffi- cienten.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2815906A1 DE2815906A1 (de) 1978-10-26
DE2815906C2 true DE2815906C2 (de) 1987-08-06

Family

ID=19828390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782815906 Granted DE2815906A1 (de) 1977-04-19 1978-04-10 Servosteuerung mit digitalisierter distanzbestimmung und variablen verstaerkungs-/daempfungskoeffizienten

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4219765A (de)
BE (1) BE866069A (de)
CA (1) CA1107846A (de)
CH (1) CH631559A5 (de)
DE (1) DE2815906A1 (de)
FR (1) FR2388335A1 (de)
GB (1) GB1603056A (de)
NL (1) NL7704258A (de)
SE (1) SE442922B (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2024465B (en) * 1978-07-01 1983-05-05 Inoue Japax Res Automatic control
US4404572A (en) * 1979-01-31 1983-09-13 Canon Kabushiki Kaisha Recording apparatus
JPS5653588A (en) * 1979-10-09 1981-05-13 Fanuc Ltd Main shaft rotation control system
JPS5653591A (en) * 1979-10-09 1981-05-13 Fanuc Ltd Main shaft revolution control system
US4331910A (en) * 1980-02-04 1982-05-25 Fujitsu Fanuc Limited Positioning control system
US4385821A (en) * 1980-04-03 1983-05-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Automatic velocity and position controller for a film processor
FR2514697A1 (fr) * 1982-05-28 1983-04-22 Canon Kk Imprimante caractere par caractere
US4574227A (en) * 1983-11-14 1986-03-04 Datapoint Corporation Dual mode servo
US4540923A (en) * 1984-05-14 1985-09-10 General Motors Corporation Adaptive servomotor controller
JPH0716854B2 (ja) * 1986-11-07 1995-03-01 豊田工機株式会社 数値制御送り装置
DE3817408A1 (de) * 1988-05-21 1989-11-30 Elmeg Vorrichtung zur regelung der bewegung eines mit einem stellantrieb verbundenen mechanischen stellelements
JP2613937B2 (ja) * 1989-01-30 1997-05-28 富士通株式会社 サーボ回路
JP2954378B2 (ja) * 1991-04-25 1999-09-27 三菱電機株式会社 電動機サーボ系の制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252101A (en) * 1963-09-25 1966-05-17 Ibm Variable gain optimized feedback control system
US3512060A (en) * 1967-07-18 1970-05-12 Ex Cell O Corp Machine tool control system
US3663880A (en) * 1970-09-14 1972-05-16 Diablo Systems Inc Apparatus for controlling the relative position between two relatively movable members
US3673512A (en) * 1970-09-22 1972-06-27 Allen Bradley Co Servo amplifier
US3731176A (en) * 1972-04-21 1973-05-01 Ibm Deceleration and stop-lock motor control apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
SE7804312L (sv) 1978-10-20
DE2815906A1 (de) 1978-10-26
GB1603056A (en) 1981-11-18
FR2388335B3 (de) 1980-12-12
BE866069A (nl) 1978-10-18
SE442922B (sv) 1986-02-03
CA1107846A (en) 1981-08-25
CH631559A5 (de) 1982-08-13
FR2388335A1 (fr) 1978-11-17
NL7704258A (nl) 1978-10-23
US4219765A (en) 1980-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2815906C2 (de)
DE2923296A1 (de) Digitales servokontrollsystem
DE3214554C2 (de) Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Position von Schreibwerken in Druckern mit einem Gleichstrommotor
DE3041321A1 (de) Servosteuersystem
DE2114331C3 (de) Bahntransportsystem für den Transport eines Aufzeichnungsträgers in einem Drucker
DE2036374C3 (de) Einrichtung zur Steuerung des Papiervorschubes bei Druckern
DE3112189C2 (de)
DE2845787A1 (de) Anordnung mit einem servomotor
DE2509343C3 (de) Einrichtung zur Regelung der Drehzahl von umlaufenden Maschinen
EP0318626A1 (de) Einrichtung mit einem Lesekopf für magnetisch aufgezeichnete Informationen
DE68910086T2 (de) Digitales motorregelsystem.
DE1233638B (de) Druckeinrichtung mit einem kontinuierlich umlaufenden Druckrad
DE2362937A1 (de) Bezugssignalgenerator, insbesondere fuer die steuerung eines gleichstrommotors
DE3208792A1 (de) Schreibgeraet, insbesondere schoenschreibgeraet
DE2332569A1 (de) Servo-system
DE2632566A1 (de) Drucksteuerung mit variabler druck- geschwindigkeit
DE2460551C3 (de) Steueranordnung für einen Schwingspulenmotor
DE2244941A1 (de) Impulsinterpolationssystem
DE2114234B2 (de) Aufzeichnungsgerät
DE2008839B2 (de) Tintenstrahlschreiber
DE2013218B2 (de) Einrichtung zum Erzeugen einer Vektordarstellung auf den Bildschirm eines Anzeigegerätes
DE2345416A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur schlupffreien nachlaufsteuerung von schrittmotoren
DE2637175A1 (de) Einrichtung zur erfassung von bestimmungsgroessen eines ebenen vektors
DE2139746C3 (de) Einrichtung zur Steuerung der Druckauslösung in Druckwerken mit ständig rotierenden motorangetriebenen Typenträgern
DE2365671A1 (de) Anordnung zum ansteuern einer vorrichtung zum antrieb von schreib- und druckerwagen in datenschreibern

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee