DE3225295C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bekannte Verfahren zur Verzögerung eines elektromotorischen Antriebes in eine Zielposition verwenden vielfach eine vor­ gegebene Bremscharakteristik als Richtlinie, der die Brems­ verzögerung des Antriebes angenähert wird. Eine Lösung die­ ser Art ist in der DE-OS 22 64 323 vorgeschlagen worden, bei der mittels eines mit dem Antrieb gekoppelten Taktgebers aus gleichmäßig beabstandeten Wegmarken ein Takt abgeleitet wird, der zur Gewinnung einer dem jeweils verbleibenden Restweg analogen Größe 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 vorgegebenen Charakteristik in die Zielposition erfolgt.

Zur Realisierung dieses Verfahrens ist ein großer Schaltungs­ aufwand 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 Genauig­ keit von Konstantstromquellen angewiesen und bietet nur die Möglichkeit für einen linearen Verzögerungsablauf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaf­ fen, mit dem ein elektromotorischer Antrieb mit geringem Auf­ wand schnell und sicher in eine Zielposition 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 Reali­ sierung der vorgegebenen Verzögerungscharakteristik verwendet werden können. Dieser Umstand ist bei einem Einsatz in mikro­ prozessorgesteuerten Maschinen von besonderer Bedeutung. Darüber hinaus können beliebige Charakteristiken verwirklicht werden ohne daß ein besonderer Schaltungsaufwand erforderlich wäre.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen sowie dem nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild für einen elektromoto­ rischen Antrieb mit einer Verzögerungsschal­ tung,

Fig. 2 ein Weg-Zeit-Diagramm für die Verzögerung und

Fig. 3 ein Flußdiagramm über den Steuerungsablauf der Motorverzögerung.

In Fig. 1 sind in einem einfachen Blockschaltbild die für ein Verständnis der Erfindung wesentlichen Baugruppen dargestellt. Ein Elektromotor 1, an den die für 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 an sich bekannter Weise eine auf der Motorwelle gelagerte Taktscheibe Verwendung finden, die entlang ihres Umfangs mit Wegmarken versehen ist. Die Wegmarken können z. B. optisch abgetastet werden, wobei jede an der Abtastposition vorbeilau­ fende Wegmarke zur Abgabe eines Signals führt. Weiterhin ist eine Arretierung 4 vorgesehen, die auf elektrischem oder mechani­ schem Wege den Motor 1 in der jeweiligen Zielposition festhält.

Die Signale des Taktgebers 3 werden einem Zähler 5 zugeführt, der mit einem den auszuführenden, durch die Wegmarken defi­ nierten Schritten entsprechenden Wert eingestellt ist. Jedes Taktgebersignal vermindert den Zählerstand um den Wert "1", bis der die Zielstellung kennzeichnende Wert "0" erreicht ist. Weiterhin wird von den Taktgebersignalen das Auslesen von Zeitwerten aus einem Speicher 6 an einen Zeitgeber 7 gesteuert, die - wie in Verbindung mit Fig. 2 näher erläutert wird - ein Maß für die Zeit zwischen zwei Taktgebersignalen bei Ein­ haltung der vorgegebenen Verzögerungscharakteristik darstellen. Als Zeitgeber 7 kann in an sich bekannter Weise ein oszillator­ gesteuerter Zähler dienen, der mit einem der gewünschten Zeit entsprechenden Binärwert eingestellt und mit der Oszillator­ frequenz auf Null gezählt wird. In einer Überwachungsschal­ tung 8 werden schließlich das Auftreten eines Taktgebersignals sowie der Ablauf des Zeitgebers 7 festgestellt und entsprechen­ de Signale für die Steuerung des Motors 1 abgegeben.

In Fig. 2 ist eine Verzögerungscharakteristik in Form einer Weg/Zeit-Kurve dargestellt, wobei auf der Ordinate gleich­ mäßig beabstandete, der Unterteilung des Taktgebers 3 ent­ sprechende Wegmarken aufgetragen sind. Unter der Voraussetzung, daß die Motorverzögerung exakt der dargestellten Kurve folgte, würde bei jeder auf der Abszisse aufgetragenen Zeitmarke ein Taktgebersignal auftreten, bis der Motor die Zielposition er­ reicht hat. Die Zeiten t1 bis t5 sind somit die im Idealfalle zwischen dem Auftreten aufeinanderfolgender Taktgebersignale ablaufenden Zeiten. Sie repräsentieren in dieser Reihenfolge die Verzögerungscharakteristik und sind in für den Zeitgeber 7 geeigneter binärer Form im Speicher 6 enthalten.

Anhand des Flußdiagramms der Fig. 3 wird nachfolgend der Ablauf bei Beginn der Verzögerungsphase des in eine Zielpo­ sition zu führenden Motors 1 beschrieben. Wird in dem parallel mit den Motorschritten dekrementierten Zähler 5 diejenige Schrittzahl vor der Zielposition erreicht, bei der die Ver­ zögerung zu beginnen hat, so wird die Bremsung des Motors 1 z. B. durch Gegenbestromung eingeleitet. Der erste Zeitwert t1 wird aus dem Speicher 6 in den Zeitgeber 7 geladen, und die oszillatorgesteuerte Zählung wird gestartet. In der Über­ wachungsschaltung 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 Verzögerungscharakteristik zu lang­ sam ist. Der Motor 1 wird daher beschleunigt, bis die Über­ wachungsschaltung 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 8 ein Taktgeber­ signal festgestellt, bevor der Zeitgeber 7 abgelaufen ist, so ist der Motor 1 gegenüber der Verzögerungscharakteristik zu schnell. Es wird deshalb nach Dekrementierung des Zählers 5 die Motorbremsung aufrechterhalten. Auch hier wird der nächste Zeitwert t1 bis t5 an den Zeitgeber 7 übertragen.

Der Ablauf des Zeitgebers 7 vor Auftreten des Taktgebersignals hat also jeweils eine Beschleunigung des Motors 1 zur Folge, während das Auftreten eines Taktgebersignals generell eine De­ krementierung des Zählers 5, eine Bremsung des Motors 1 und die Übertragung des nächsten Zeitwerte t1 bis t5 in den Zeit­ geber 7 bewirkt.

Sind in diesem Ablauf alle Zeitwerte t1 bis t5 aus dem Speicher 6 an den Zeitgeber 7 übertragen worden, so er­ reicht der Zähler 5 den Stand Null. Das hat zur Folge, daß die Arretierung des Motors 1 ausgelöst wird und in der nun­ mehr 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 Verzögerung möglich ist. Das Verfahren eignet sich somit insbesondere für eine Realisierung durch einen Mikrocomputer, dessen Baugruppen die geschilderten Funktionen ohne weiteres durchzuführen vermögen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Verzögerung eines elektromotorischen Antriebes in eine Zielposition, mit einem mit der Bewegung des Antrie­ bes gekoppelten Taktgeber, von dem in jeweils gleichen Weg­ abständen Signale abnehmbar sind, und mit einer Steuerschal­ tung, von der die von den Taktgebersignalen ableitbare Ist- Geschwindigkeit mit einer vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit verglichen und entsprechend der Abweichungen die Bestromung des Motors geregelt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß einer Verzögerungskurve entsprechende Zeitwerte für die Zeit zwischen jeweils zwei Taktgebersignalen in einem Speicher (6) abgelegt sind, mit denen ein Zeitgeber (7) bei Beginn der Verzögerungsphase nacheinander einstell­ bar ist, wobei jedes auftretende Taktgebersignal die Ein­ stellung des Zeitgebers (7) mit dem nächsten Zeitwert be­ wirkt, daß eine den Ablauf des Zeitgebers (7) und das Auf­ treten eines Taktgebersignals überwachende Schaltungsanord­ nung (8) vorgesehen ist, die bei jedem Auftreten eines Takt­ gebersignals eine weitere Bremsung des Antriebes (1) be­ wirkt, während der Ablauf des Zeitgebers (7) bei fehlendem Taktgebersignal eine Beschleunigung des Antriebes (1) be­ wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein von jedem auftretenden Taktgebersignal wei­ terschaltbarer Zähler (5) vorgesehen ist, wobei bei Er­ reichen einer der Zielposition des Antriebes (1) entspre­ chenden Zählstellung die Bestromung des Antriebes (1) ab­ schaltbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Erreichen der der Zielposition des Antriebes (1) entsprechenden Zählstellung eine Arretierung (4) für den Antrieb (1) aktivierbar ist.