DE3221561C2

DE3221561C2 - Verfahren zur kurzfristigen Positionierung eines durch einen Schrittmotor angetriebenen Typenrades

Info

Publication number: DE3221561C2
Application number: DE19823221561
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 8802 Sachsen Pfeffing
Original assignee: Triumph Adler AG Fuer Buero und Informationstechnik 8500 Nuernberg; TA Triumph Adler AG
Current assignee: TA Triumph Adler AG
Priority date: 1982-06-08
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE3221561A1

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ein kurzfristiges exaktes Einstellen und Abdruck einer ausgewählten, am Umfang eines durch einen Schrittmotor angetriebenen Typenrades befindlichen Type. Durch Bestromen der Statorwicklungen des Schrittmotors mit einer sich ständig wiederholenden Folge von Bestromungsmustern wird der Rotor des Motors bzw. das Typenrad von einer Ist-Winkelstellung in eine Soll-Winkelstellung gedreht, und bei Erreichung derselben wird die Spannung an den Statorwicklungen von einer ersten höheren Spannung auf eine zweite niedrigere Spannung reduziert. Durch die kurzfristige Beaufschlagung der Motorwicklungen mit einer höheren Spannung ist eine exakte Positionierung des Typenrades ohne einen nennenswerten Anstieg der thermischen Belastung des Motors gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kurzfristigen exakten Einstellen und Abdrucken einer ausgewählten Type, die sich wie eine Vielzahl weiterer Typen auf einem durch einen Schrittmotor angetriebenen Typenrad befindet, wobei der Rotor des Schrittmotors durch Bestromen der Statorwicklungen des Schrittmotors mit einer sich ständig wiederholenden Folge von Bestromungsmustern von einer ist-Winkelstellung in eine Soll-Winkelstellung gedreht wird und der Abdruck der Type durch einen Druckhammer erfolgt.

Ein Typenrad, das aus einer größeren Anzahl sich von einer Nabe nach außen erstreckenden biegsamen an ihren Enden die Typen tragenden Speichen besteht, soll möglichst schnell von einer gedruckten Type, die der Ist-Winkelstellung entspricht, zu einer abzudruckenden, der Soll-Winkelstellung entsprechenden Type gedreht und am Ziel an- und festgehalten werden. Als Antrieb für Typenräder kommen häufig Schrittmotoren zur Anwendung, die derart betrieben werden, daß von einer Steuerschaltung erzeugte Signalkombinationen Bestromungsmuster für die Motorwicklungen bilden, deren Änderung jeweils einen Schritt bewirkt. Eine Gruppe verschiedener Signalkombinationen, deren aufeinanderfolgendes Anlegen an die Motorwicklungen mehrere Schritte hervorruft, ist zu einer Signalkombinationsfolge zusammengestellt, die von der Steuerschaltung mit fortschreitender Bewegung der Antriebseinrichtung ständig wiederholt wird.

Um eine exakte Positionierung der Type sowie eine akzeptable Druckgeschwindigkeit zu erreichen, ist es notwendig, das Typenrad in der Soll-Winkelstellung b5 anzuhalten und Maßnahmen zu ergreifen, daß das durch die Massenträgheit bedingte Oszillieren des Typenrades möglichst schnell abklingt. Derartige Maßnahmen sind den Druckschriften JP 55-1 54 190 und US 42 58 622 zu entnehmen.

Nach Erreichen der Soll-Position ist es darüber hinaus wünschenswert, aus Gründen der thermischen Auslegung des Schrittmotors die an den Wicklungen liegende Spannung von einer Betriebsspannung auf eine Haltespannung zu reduzieren. Eine derartige Verfahrensweise ist in der DE-PS 24 14 602 und dem Artikel aus der Zeitschrift »Computer Design«, 3/1971, Vol. 10/Nr. 3, S. 77-82, beschrieben.

Findet das Reduzieren der Spannung zu einem Zeitpunkt statt, zu dem die oszillierende Bewegung des Typenrades noch nicht abgeschlossen ist, führt dies aufgrund mechanischer Toleranzen im Schrittmotor dazu, daß nach Abklingen der Bewegung das Typenrad eine Position annimmt, die nicht exakt mit der Soll-Position übereinstimmt. Würde unter diesen Bedingungen der Abschlag des Druckhammers ausgelöst, so führt dies dazu, daß aufgrund der Abweichung von der Soll-Position die abzudruckende Type nicht im Zentrum getroffen wird, so daß ein schlechtes Schriftbild entsteht und im Extremfall durch Deformation der betreffenden Type das Typenrad zerstört werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, in Anordnungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 trotz Verwendung nur gering belastbarer Antriebsmotoren das Typenrad für die Zeit des Abdrucks zu positionieren.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Vorteil der in den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten Erfindung besteht in erster Linie darin, daß durch die nur kurzfristige Beaufschlagung der Motorwicklungen mit einer höheren Spannung, eine exakte Positionierung des Typenrades während des Abdruckes einer Type gewährleistet ist, ohne daß die thermische Belastung des Motors nennenswert ansteigt, so daß thermisch gering belastbare und damit billige Motoren zur Anwendung kommen können.

Die gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 vorgeschlagene Gleichheit zwischen der ersten und der dritten Spannung führt zu einer vorteilhaften Vereinfachung der Ansteuerung des Schrittmotors.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Diagramm, in dem an den Wicklungen des Schrittmotors liegende Spannung über der Zeit aufgetragen ist;

F i g. 2 ein Diagramm, in dem die Winkelstellung der Typen des Typenrades über der Zeit aufgetragen ist;

F i g. 3 ein Diagramm, in dem die auf der Wicklung des Druckhammers liegende Spannung über der Zeit aufgetragen ist.

Zur nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens ist es zum besseren Verständnis notwendig, Fig. 1, die ein Diagramm mit der Darstellung der an den Wicklungen des Schrittmotors liegenden Spannung Um in Abhängigkeit von der Zeit t zeigt und Fig. 2, in der in einem Diagramm die Winkelstellung 5 des Typenrades in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt ist und F i g. 3 mit einer Darstellung der über der Zeit ί aufgetragenen Spannung Uh, die an der Wicklung des Druckhammermagneten liegt, im Zusammenhang zu betrachten.

Zwecks besserer Übersicht erfolgt die Beschreibung in tabellarischer Form. Für diese Beschreibung ist vorausgesetzt, daß ein mit dem Rotor eines Schrittmotors verbundenes Typenrad von einer Ist-Winkelstel-

ig in eine Soll-Winkelstellung zu bringen ist Wie reits erwähnt, geschieht dies dadurch, daß dem hrittmotor durch eine Steuerschaltung eine sich indig wiederholende Folge von Bestromungsmustern lange zugeführt wird, bis die Soll-Winkelstellung reicht ist

g. 1 F i g. 1 zeigt das Ende einer Folge von Bestromungsmustern Bx, By, Bz. — Unter einem Bestromungsmuster ist zu verstehen, daß die Motoransteuereinheit (nicht gezeigt) für eine vorgegebene Zeit bestimmter Wicklungen des Schrittmotors an eine Spannung, z. B. U], legt. — Zu diesem Zeitpunkt ti nach dem die zur Erreichung der Soll-Position erforderliche Zahl der Schritte durch Anlegung der entsprechenden Bestromungsmuster getätigt ist, wird die an den Wicklungen des Schrittmotors liegende Spannung U\ unter Beibehaltung des Bestromungsrmrters Bz auf eine Spannung U2 reduziert, die allgemein als Haltespannung bezeichnet wird.

g. 2 Zum Zeitpunkt /1 hat das Typenrad die ungefähre Soll-Winkelstellung S_soii erreicht und schwingt nachfolgend aufgrund von mechanischen Toleranzen des Schrittmotors auf eine Winkelstellung Sx ein, die von der Soll-Winkelstellung S_iOu um den Winkel λ abweicht.

g. 1 Zu einer Zeit h wird die entsprechend dem Bestromungsmuster Bz an den Wicklungen des Schrittmotors liegende Spannung t/2 auf eine Spannung I/3 eriiöht.

F i g. 2 Aufgrund der höheren Spannung i/2 wird der Rotor des Schrittmotors und damit das Typenrad in die Soll-Winkelstellung S^u gezogen.

F i g. 3 Zu einem Zeitpunkt ti, wenn das Typenrad die Soll-Winkelstellung S_soii näherungsweise erreicht hat, wird die Wicklung des Druckhammermagneten mit einer Spannung U_x beaufschlagt, die nach erfolgtem Abdruck der an der Soll-Winkelstellung befindlichen Type zum Zeitpunkt /4 wieder abgeschaltet wird.

F i g. 1 Zum Zeitpunkt ti \Wrd die gemäß dem Bestromungsmuster Bz an den Wicklungen des Schrittmotors liegende Spannung Ui wieder auf die Spannung i/2 reduziert.

F i g. 2 Aufgrund der reduzierten Spannung i/? an den Wicklungen des Schrittmotors stellt sich der Rotor auf eine Winkelstellung 5\ ein, die um den Winkel β vor der Soll-Winkelstellung S_iun abweicht. Der Unterschied zwischen Winkelstellung S_x und Winkelstellung S, ist durch Haftreibungseffekte in den Lagern des Schrittmotors zu erklären.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, wird mit dem beschriebenen Verfahren die Möglichkeit geschaffen, ein mitteis Schrittmotor angetriebenes Typenrad kurzfristig exakt zu positionieren, um so trotz Verwendung eines thermisch gering belastbaren Schrittmotors einen sauberen, positionsgenauen Abdruck der ausgewählten Type zu gewährleisten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum kurzfristigen exakten Einstellen und Abdrucken einer ausgewählten Type, die sich wie eine Vielzahl weiterer Typen auf einem durch einen Schrittmotor angetriebenen Typenrad befindet, wobei der Rotor des Schrittmotors durch Bestromen der Statorwicklungen des Schrittmotors mit einer sich ständig wiederholenden Folge von Bestromungsmustern von einer Ist-Winkelstellung in eine Soll-Winkelstellung gedreht wird und der Abdruck der Type durch einen Druckhammer erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichung der Soll-Winkelstellung (Ssou) die an den Statorwicklungen liegende Spannung in an sich bekannter Weise von einer ersten höheren Spannung (Ui) auf eine zweite nitdrigere Spannung (II2) reduziert wird, wobei die Bestromung der Statorwicklungen mit dem Bestromungsmuster erfolgt, das der Soll-Winkelstellung (Ssoi) entspricht, daß nach einer vorwählbaren Zeit (ti) eine dritte Spannung (Uj) entsprechend dem vorgegebenen Bestromungsmuster an die Statorwicklungen gelegt wird, die höher ist als die zweite Spannung (U₂), und daß die Beaufschlagung des Schrittmotors mit der dritten höheren Spannung (U₃) im wesentlichen zeitgleich mit der Bestromung (U_x) des Druckhammers erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte (U3) und die erste (U\) Spannung gleich groß sind.