DE3225295A1

DE3225295A1 - Verfahren zur verzoegerung eines elektromotorischen antriebes in eine zielposition

Info

Publication number: DE3225295A1
Application number: DE19823225295
Authority: DE
Inventors: Detlef Dipl.-Phys. 3300 Braunschweig Eichler; Hans 3339 Jerxheim Wehking
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: AEG Olympia Office GmbH
Priority date: 1982-07-07
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1984-01-12
Also published as: DE3225295C2

Description

Verfahren zur Verzögerung eines elektromotorischen Antriebes
in eine Ziel position Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Bekannte Verfahren zur Verzögerung eines elektromotorischen Antriebes in eine tielposltlon verwenden vielfach eine v3rgegebene Bremscharakterlstik als Richtlinie, der die Bremsverzögerung des Antriebes angenãhert wird. Eine Lösung dieser Art ist in der DE-OS 22 64 323 vorgeschlagen worden, bei der mittels eines mit dem Antrieb gekoppelten Taktgebers aus gleichmaßig beabstandeten Wegmarken ein takt abgeleitet wird, der zur Gewinnung einer dem jeweils verbleibenden Restweg analogen Große mit Hilfe eines D/A-wandlers dient. Daraus wird in einem Vergleich mit einer Referenzspannung die Abweichung der jeweiligen Istgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit der Bremscharakteristik ermittelt. Entsprechend dem Vorzeichen des Vergleichsergebnisses wird der Antrieb gesteuert, so daß eine Führung entlang der worgegebene Charakteristik in die Zielposition erfolgt.
Zur Realisierung dieses Verfahrens ist ein großer Schaltungsaufwand insbesondere deshalb erforderlich, weil digitale Signale in analoge Signale umgewandelt werden müssen, damit eine Annäherung an die analoge Verzögerungscharakteristik möglich ist. Das Verfahren ist darüber hinaus auf die Genauigkeit von Konstantstromquellen angewiesen und 6bietet nur die Möglichkeit für einen linearen Verzögerungsablauf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein elektromotorischer Antrieb mit geringem Axofw wand schnell und sicher in eine Ziel position geführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß die vom Taktgeber gelieferten digitalen Signale direkt für die Realisierung der vorgegebenen Verzögerungscharakteristik verwendet werden können. Dieser Umstand ist bei einem Einsatz in mikroprozessorgesteuerten Maschinen von besonderer Bedeutung. Darüber hinaus können beliebige Charakteristiken verwirklicht werden ohne daß ein besonderer Schaltungsaufwand erforderlich wäre.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprücnen sowie dem nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen Figur 1 ein Blocks:haltbild, Figur 2 ein Diagramm und Figur 3 ein Flußdiagramm.
In Figur 1 sind in einem einfachen Blockschaltbild die für ein Verstandnis der Erfindung wesentlichen Baugruppen dargestellt.
Ein Elektromotor 1, an den die fur seinen Betrieb erforderliche Bestromung von einer Ansteuerschaltung 2 anlegbar ist, ist mit einem Taktgeber 3 gekoppelt, von dem während der Bewegung des Motors 1 in gleichen Wegabständen Signale geliefert werden. Dafür kann in ansich bekannter Weise eine auf der Motorwelle gelagert Taktscheibe Verwendung finden, die entlang ihres Umfangs mit Wegmarken versehen ist. Die Wegmarken können z. B. optisch abgetastet werden, wobei jede an der Abtastposition vorbeilaufen«e Wegmarke zur Abgabe eines Signals führt. Weiterhin ist ein Arretierung 4 vorgesehen, die auf elektrischem oder mechanischem Wege den Motor 1 ifl der jeweiligen Zielposition festhält.
Die Signale des Taktgebers 3 werden einem Zähler 5 zugeführt, der mit einem den auszuführenden, durch die Wegmarken deftnierten Schritten entsprechenden Wert eingestellt ist. Jedes Taktgebersignal vermindert den Zählerstand um. den Wert "1", bis der die Zielstellung kennzeichnende Wert "O" erreicht ist.
Weiterhin wird ven den Taktgebersignalen das Auslesen von Zeitwerten aus einem Speicher 6 an einen Zeitgeber 7 gesteuert, die - wie in Verbindung mit Figur 2 näher erläutert wird -ein Maß für die Zeit zwischen zwei Taktgebersignalen bei Einhaitung der vorgegebenen Verzögerungscharakteristik darstellen.
Als Zeitgeber 7 kann in ansich bekannter Weise ein oszillatorgesteuerter Zähler dienen, der mit einem der gewünschten Zeit entsprechenden Binärwert eingestelIt und mit der Oszillatorfrequenz auf Null gezählt wird. In einer überwachungsschaltung 8 werden schließlich das Auftreten eines Taktgebersignals sowie der Ablauf des Zeitgebers 7 festgestellt uncl entsprechende Signale für die Steuerung des Motors 1 abgegeben.
In Figur 2 ist eine Verzögerungscharakteristik in Form einer Weg/Zeit-Kurve dargestellt, wobei auf der Ordinate gleichmäßig beabstandete, er Unterteilung des Taktgebers 3 entsprechende Wegmarken aufgetragen sind. Unter der Voraussetzung, daß die Motorverzügerung exakt der ;-argestniiten Kurve folgte, würde bei jeder auf der Abszisse aufgetragenen Zeitmarke ein Taktgebersignal auftreten, bis der Motor die Zielposition erreicht hat. Die Zeiten tl bis 5 sind somit die im Idealfalle zwischen dem Auftreten aufeinanderfolgender Taktgebersignale ablaurenden Zeiten. Sie repräsentieren in dieser Reihenfolge die Verzögerungscharakteristik und sind in für den Zeitgeber 7 geeigneter binäres Form im Speicher 6 enthalten.
Anhand des rlußdiagramms der Figur 3 wird nachflgend der Ablauf be Beginn der Verzögerungsphase des in eine Zielposition zu führenden Motors f beschrieben. Wird in dem parallel mit den Motorschritten dekrementierten Zähler 5 diejenige Schrittzahl vor der Zielposition erreicht, bei der die Verzögerung zu beginnen hat, so wird die Bremsung des Motors 1 z. 8. durch Gegenbestromung eingeleitet. Der erste Zeitwert tl wird aus dem Speicher 6 in den Zeitgeber 7 geladen, und die oszillatorgesteuerte Zählung wird gestartet. In der überwachungsschaltung 8 wird überprüft, ob zuerst der Zeitgeber 7 abgelaufen ist oder ein neues Taktgebersignal auftritt.
Ist der Zeitgeber 7 zuerst abgelaufen, so bedeutet dies, daß der Motor 1 gegenüber der glerzögerungscharakteristik zu langsam ist. Der Motor 1 wird daher beschleunigt, bis die Überwachungsschaltung 8 das Auftreten eines Taktgebersignals feststellt. Nunmehr wird der Zähler-5 dekrementiert und - solange der Zähler nicht den Stand Null erreicht hat - der Motor 1 wieder gebremst. Außerdem wird der nächste Zeitwert t2 an den Zeitgeber 7 übertragen.
Wird hingegen in der überwachungsschaltung t ein Taktgebersignal festgestellt, bevor der Zeitgeber 7 abgelaufen ist, so ist der Motor 1 gegenüber der Verzögerungscharaktetistik zu schnell. Es wird deshalb nach Dekrementierung des Zählers 5 die Motorbremsung aufrecht erhalten. Auch hier wird der nächste Zeitwert tl bis t5 an den Zeitgeber 7 übertragen.
Der Ablauf des Zeitgebers 7 vor Auftreten des Taktgebersignals hat also jeweils eine Beschleunigung des Motors 1 zu Folge, während das Auftreten eines Taktgebersignals generell eine Dekrementierung des Zählers 5, eine Bremsung des Motors 1 und die übertragung des nächsten Zeitwertes tl bis t5 in den Zeitgeber 7 bewirkt, Sind in diesem Ablauf alle Zeitwerte tl bis t5 aus dem Speicher 6 an den Zeitgeber 7 übertragen worden, so erreicht der Zähler 5 den Stand Null. Das hat zur Folge, daß die Arretierung des Motors 1 ausgelöst wird und in der nunmehr erreichten Zielposition - eventuell auch mittelbar über die motorgetriebene Last - zur Wirkung kommt.
Der beschriebene Ablauf zeigt, daß auf diese Weise eine rein digitale Steuerung der Verzöc;'erung möglich ist. Das Verfahren eignet zich somit insbesondere für eine ReaIisierung durch einen Mikrocomputer, dessen Baugruppen die geschilderten Funktionen ohne weiteres durchzuführen vermögen.

Claims

Patentansprüche: Verfahren zur Verzögerung eines elektromotorischen Antriebes in eine Zielposition, mit einem mit der Bewegung des Antriebes gekoppelten Taktgeber, von dem in jeweils gleichen Wegabständen Signale abnehmbar sind, und mit einer Steuerschaltung, von der die von den TaktgebersignaIen ableitbar Ist-Geschwindigkeit mit einer torgegebenen Soll-Geschwindigkeit verglichen und entsprechend der Abweichungen die Bestromung des Motors geregelt wird, d a d u r c h g e k e n n -2 e 1 c h n e t , daß einer Verzögerungskurve entsprechende Zeitwerte für die Zeit zwischen Jeweils zwei Taktgebersignalen in einem Speicher (6t abgelegt sind, mit denen ein Zeitgeber (7) bei Beginn der Verzögerungsphase nacheinander einstellbar ist, wobei jedes auftretende taktgebersignal die Einstellung des Zeitgebers (7) mit dem nächsten Zeitwert und eine weitere Bremsung des Antriebes (1) bewirkt, daß eine den Ablauf des Zeitgebers (7) und das Auftreten eines Taktgebersignels überwachende Schaltungsanordnung (8) vorgesehen ist jnd daß der Ablauf des Zeitgebers (7) bei fehlendem Taktgebersignal eine Beschleunigung des Antriebes (1) bewirkt.
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 ein von jedem auftretenden Taktgebersignal weiterschaltbarer Zähler (5) vorgesehen ist, wobei bei Erreichen einer der Zielposition des Antriebes (1) entsprechenden Zähistellung die Bestromung des Antriebes (1) - V J ç g ç
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c h n e t , daß bei Erreichen der der Zielposition des Antriebes (1) entsprechenden Z<íhistellung eine Arretierung (4) für den Antrieb (1) aktivierbar ist.