DE3111154A1 - Verfahren zur ansteuerung mindestens zweier elektromotoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ansteuerung mindestens zweier Elektromotoren
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren in prozessorgesteuerten Maschinen zur Ansteuerung mindestens zweier gleichzeitig eine Positionierbewegung ausführenderElektromotoren.
• Zur Ansteuerung von Motoren in prozessorgesteuerten Maschinen ist es bekannt, die erforderlichen Ansteuersignale, z. B. für Beschleunigung, Bremsung, Regelung, nach Maßgabe einer Programmroutine entsprechend von außen dem Prozessor zugeführter oder von ihm berechneter Kriterien (z. B. über Weg, Zeit und Beschleunigung) zu erzeugen. Die zwischen der Ausgabe der einzelnen Signale verstreichende Zeit wird entweder durch programmierte Wartezeiten berbrückt oder mit anderen Aufgaben des Mikroprozessors ausgefüllt.
• Ist es erforderlich, in der prozessorgesteuerten Maschine mehr als einen Motor zur gleichzeitigen Ausführung einer Positionierbewegung anzusteuern, so muß für jeden Motor ein eigener steuernder Prozessor eingesetzt werden, Eine solche Maßnahme ist teuer und aufwendig, zumal bei voneinander abhängigen Positionierbewegungen noch besondere Maßnahmen zur Koordination getroffen werden müssen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Maschinen der obengenannten Art mit nur einem Steuerungsprozessor mehr als einen Motor zur gleichen Zeit anzusteuern. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmale gelöst.
• Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß die Steuerung mindestens zweier Motoren von dem vorhandenen Prozessor zur gleichen Zeit unter Ausnutzung der zwischen den einzelnen Ansteuersignalen verstreichenden Zeit durchgeführt wird. Dadurch kann die Arbeitsgeschwindigkeit des Prozessors, die, gemessen am Zeitbedarf der Motoren für Beschleunigungs- und Bremsvorgänge, wesentlich höher ist, für gleichgeartete Aufgaben ausgenutzt werden.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 4 ergibt sich Möglichkeit, mit nur geringer Belastung der Programmroutinen zusätzlich einen schrittweise ansteuerbaren Motor zu betreiben.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
• Die Figur zeigt ein stark vereinfachtes Blockschaltbild mit einer von einem Mikroprozessor gebildeten Steuerung 1, einem ersten Gleichstrommotor 2,.einem zweiten Gleichstrommotor 3 sowie einem Schrittmotor 4. Die Blöcke 2, 3 und 4 beinhalten ebenfalls die nötige, nicht in der Steuerung 1 enthaltene Beschaltung der Motoren. Eine Anwendung ist beispielweise in einer prozessorgesteuerten Schreibmaschine denkbar, worin der erste Gleichstrommotor 2 zur Positionierung einer Typenträgerscheibe auf die jeweils abzudruckende Type, der zweite Gleictstrommotor 3 zur Positionierung eines Typenträgerschlittens in die jeweils zu beschriftende Spalte eines Aufzeichnungsträgers und der Schrittmotor für den Farbbandantrieb vorgesehen wäre. Jeder der beiden Gleichstrommotoren 2, 3 ist mit einer Wegmeßeinrichtung 5, 6 gekoppelt, die beispielsweise aus einer mit der Motorwelle verbundenen, den Winkelweg des Motors in Teilwinkel unterteilenden Taktscheibe und einem Abtaster besteht und bei Drehung des Motors für jeden Teilwinkel ein Signal abgibt.
• Soll einer der beiden Gleichstrommotoren 2, 3 einen definierten Weg zurücklegen, so wird von der Steuerung 1, in der eine die geforderte Weglänge und eine die Länge der Beschleunigungsstrecke kennzeichnende Information enthalten ist, ein die Motorbestromung veranlassendes Signal abgegeben. Im einfachsten Falle ist für die Länge der Beschleunigungsstrecke die halbe geforderte Weglänge festgesetzt. Von der Wegmeßeinrichtung 5, 6 wird für jeden zurückgelegten Teilwinkel ein Signal an die Steuerung 1 zurückgeliefert, anhand derer die Steuerung 1, etwa durch Zählung und Vergleich mit einer den Teilwinkeln der geforderten Weglänge entsprechenden Zahl, zu ermitteln vermag, wann das Ende der Beschleunigungsphase erreicht ist. Die Steuerung 1 gibt daraufhin ein die Bremsung und Einregelung in die Sollposition veranlassendes Signal ab, bis die Sollposition erreicht ist, und veranlaßt dann die Stillsetzung des Motors 2, 3.
• Ein vom Schrittmotor 4 zurückzulegender Weg wird durch Festlegung der Schrittzahl ebenfalls in der Steuerung 1 vorgegeben, die für jeden Motorschritt ein die Ansteuerung bewirkendes Signal abgibt. Ein mit der Steuerung 1 zusamenwirkendes Zeitglied 7 wird von der Steuerung 1 gestartet und bestimmt die zeitliche Aufeinanderfolge der Signalabgabe derart, daß immer nach Ablauf einer vom Zeitglied 7 bestimmten Zeit ein Ansteuersignal abgegeben wird, solange, bis das Zeitglied 7 wieder gestoppt ist. Bei jedem Ansteuersignal wird auch die vorgegebene Schrittzahl um "1" erniedrigt, so daß ein Erreichen der Schrittzahl "O" gleichbedeutend mit dem Erreichen der Sollposition des Schrittmotors 4 ist, woraufhin das Zeitglied 7 von der Steuerung 1 gestoppt wird.
• Für die gleichzeitige Ausführung von Positionierbewegungen aller drei Motoren 2, 3, 4 besteht das Funktionsprinzip darin, daß der Ansteuerungsablauf der beiden Gleichstrommotoren 2, 3 in einzelne Ansteuerungs-Abschnitte unterteilt ist und stets im Wechsel nach Aktivierung eines Ansteuerungs-Abschnittes des einen Gleichstrommotors ein Ansteuerungs-Abschnitt des anderen Gleichstrommotors von der Steuerung 1 aktiviert wird, und daß an definierten Stellen im Ansteuerungsablauf der Gleichstrommotoren das Zeitglied 7 nach seinem eventuellen Ablauf abgefragt wird, was gegebenenfalls die Ansteuerung des Schrittmotors zur Ausführung eines Schrittes zur Folge hat.
• Zu Anfang wird das Zeitglied 7 von der Steuerung 1 gestartet und ein Ansteuersignal an den ersten Gleichstrommotor 2 abgegeben, dessen Beschleunigungsphase damit ausgelöst wird (erster Ansteuerungs-Abschnitt im Ansteuerungsablauf des ersten Motors 2). Unmittelbar danach gibt die Steuerung 1 ein Ansteuersignal an den zweiten Gleichstrommotor 3, so daß auch dessen Beschleunigugsphase be ginnt (erster Ansteuerungs-Abschnitt des zweiten Motors 3).
• Es schließt sich eine Abfrage an, ob das Ende der Beschleunigungsphase des ersten Motors 2 erreicht ist (zweiter Ansteuerungs-Abschnitt des ersten Motors 2). Verneinung der Abfrage bewirkt eine Prüfung des Zeitgliedes 7 und, sofern dessen Zeit noch nicht abgelaufen ist, eine Abfrage, ob das Ende der Beschleunigungsphase des zweiten Motors 3 erreicht ist (zweiter Ansteuerungs-Abschnitt des zweiten Motors 3).
• Ist das Zeitglied 7 dagegen abgelaufen und hat der Schrittmotor 4 noch Schritte bis zur Zielposition auszuführen, so gibt die Steuerung 1 ein die Ansteuerung des Schrittmotors 4 auslösendes Signal zur Ausführung eines Schrittes ab, die vorgegebene Schrittzahl wird um "1" erniedrigt und die Abfrage, ob das Ende der Beschleunigungsphase des zweiten Motors 3 erreicht ist (zweiter Ansteuerungs-Abschnitt des zweiten Motors 3), wird durchgeführt.
• Da Abfrage und Signalabgabevorgänge der Steuerung 1, gemessen am Zeitbedarf der Motoren 2, 3, 4 für Beschleunigungs-, Brems- und Schrittschaltvorgänge, in sehr schneller Folge ablaufen, werden sich die einzelnen Abfragevorgänge mehrfach wiederholen, bevor bei einem der Gleichstromnotoren 2, 3 das Ende der Beschleunigungsphase erreicht ist. Wird unterdessen festgestellt, daß bei abgelaufenem Zeitglied 7 keine Schritte mehr vom Schrittotor 4 auszuführen sind, so wird die Funktion des eitgliedes von der Steuerung 1 gestoppt.
• Wird im Ansteuerungsablauf die Abfrage nach dem Ende der Beschleunigungsphase für einen der beiden Gleichstrommotoren 2, 3, z. B. für den ersten Motor 2 bejaht, so gibt die Steuerung 1 ein die Bremsung und Regelung des ersten Motors 2 auslösendes Signal ab (dritter Ansteuerungs-Abschnitt).
• Daran schließt sich wieder unmittelbar die Behandlung des anstehenden Ansteuerungs-Abschnittes des zweiten Motors 3 an.
• Der vierte Ansteuerungs-Abschnitt beinhaltet die Abfrage, ob die Endposition erreicht ist. Die Verneinung b-ewirkt, wie oben beschrieben, eine Prüfung des Zeitgliedes 7 mit der gleichen Ablauffolge. Auch hier schließt sich die Behandlung des anstehenden Ansteuerungs-Ablaufes des anderen Gleichstrommotors an. Hat der abgefragte Motor, z. B.
• der erste Motor 2, hingegen seine Endposition erreicht, so wird er stillgesetzt (fünfter Ansteuerungs-Abschnitt), und nach Behandlung des anstehenden Ansteuerungs-Abschnittes des zweiten Motors 3 wird geprüft, ob der zweite Motor 3 stillgesetzt ist und der Schrittmotor 4 seine Zielposition erreicht hat (sechster Ansteuerungs-Abschnitt). Im Falle eines negativen Prüfungsergebnisses wird wiederum das Zeitglied 7 abgefragt, mit der oben beschriebenen Folge, und der anstehende Ansteuerungs-Abschnitt des zweiten Gleichstrommotors 3 wird behandelt. Sind dagegen alle drei Motoren 2, 3, 4 in ihrer Zielposition angelangt und stillgesetzt, so wird der gesamte Ansteuerungsablauf beendet.
• Die wechselweise Aktivierung der einzelnen Ansteuerungs-Abschnitte geschieht dadurch, daß die Programmroutinen der Ansteuerungs-Abschnitte des einen Motors jeweils ein die Aktivierung des Ansteuerungsablaufes des anderen Motors bewirkendes Merkmal, beispielsweise eine Sprungadresse, beinhalten.
• Die Erfindung ist nicht auf den Einsatz zweier Gleichstrom-und e!nes Schrittmotors0 wie im Ausführungsbeispiel beschrieben, beschränkt. Auf ähnliche Art läßt sich auch eine andere Anzahl von Motoren zur gleichzeitigen Ausführung einer Positionierbewegung ansteuern. Auch ist die Unterteilung des Ansteuerungsablaufes willkürlich gewählt. Er könnte mit vergleichbarem Erfolg in andere Ansteuerungs-Abschnitte unterteilt werden, nach denen jeweils ein Ansteuerungswechsel auf einen anderen Motor erfolgt.
• Leerseite

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren in prozessorgesteuerten Maschinen zur Ansteuerung mindestens zweier gleichzeitig eine Positionierbewegung ausführender Elektromotoren, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuerungsabläufe der Motoren in mehrere getrennt aktivierbare Ansteuerungs-Abschnitte unterteilt sind und daß die Ansteuerungs-Abschnitte der Motoren wechselweise aktiviert werden 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß jede den Ansteuerungsablauf eines Ansteuerungs-Abschnittes angebende Programmroutine eine Adresse zum Umschalten auf einen anderen Motor aufweist.

   3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuerungsabläufe in die folgenden getrennt aktivierbaren Ansteuerungs-Abschnitte unterteilt sind: a) Beschleunigen des Motors b) Abfrage, ob das Ende der Beschleunigungsphase erreicht ist, c) bei positivem Abfrageergebnis: Bremsen und/oder Regeln des Motors, d) Abfrage, ob die Endposition erreicht ist, e) bei positivem Abfrageergebnis: Motor stillsetzen, f) Abfrage, ob die Ansteuerung der anderen Motoren beendet ist und g) bei positivem Abfrageergebnis: Beenden des Ansteuerungsablaufes.

   4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung eines gleichzeitig mit den anderen Motoren eine Positionierbewegung ausführenden, schrittweise ansteuerbaren weiteren Motors ein Zeitglied aktiviert wird, nach des-sen Zeitablauf dem schrittweise ansteuerbaren Motor zwischen der Aktivierung zweier Ansteuerungs-Abschnitte der anderen Motoren ein die Ausführung eines Schrittes bewirkendes Signal zuführbar ist und daß die Aktivierung des Zeitgliedes so oft wiederholt wird, bis der schrittweise ansteuerbare Motor seine Sollposition erreicht hat.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Auswertung des Zeitablaufes des Zeitgliedes jeweils nach den Ansteuerungsabschnitten b) d) oder f) gemäß Anspruch 3 und negativem Abfrageergebnis erfolgt.

   6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die erste Aktivierung des Zeitgliedes vor der Aktivierung des ersten Ansteuerungs-Abschnittes der anderen Motoren erfolgt.