DE3439925A1

DE3439925A1 - Verfahren und anordnung zur laufgeraeuschdaempfung bei schrittantrieben

Info

Publication number: DE3439925A1
Application number: DE19843439925
Authority: DE
Inventors: Hans-Jörgen Dr.-Ing. Dr. DDR 3090 Magdeburg Braune; Jürgen Dipl.-Ing. DDR 3038 Magdeburg Kurz; Rolf Dipl.-Ing. DDR 3034 Magdeburg Steffens
Original assignee: WEINERT E MESSGERAETEWERK
Current assignee: WEINERT E MESSGERAETEWERK
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1985-07-11
Also published as: HU192093B; HUT37308A; DE3439925C2

Description

Titel der Erfindung
Verfahren und Anordnung zur Laufgeräuschdämpfung bei Schrittantrieben Anwedungsgebiet der Erfindung Die Erfindung ist überall da anwendbar, wo ein Schrittmotor über ein oder mehrere Zahnräder eine Last anzutreiben hat und es auf einen geräuscharmen Lauf ankommt.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei Schrittantrieben mit nachfolgendem Getriebe treten funktionsbedingt Laufgeräusche aufs die sowohl durch die Rotorschwingungen des Schrittmotors als auch durch die Lose des Getriebe verursacht werden. Die bisher bekannten technischen Lösungen zur Laufgeräuschdämpfung bei Schrittantrieben beinhalten mechanische oder/und elektronische Verfahren bzw. Anordnungen zur Unterdrückung der Rotorschwingungen des Schrittmotors. Mit diesen Verfahren ist es jedoch nicht möglich, die durch Lose des Getriebes zwischen Last und Rotor des Schrittmotors auftretenden Geräusche zu vermindern.
Mechanische Verfahren zur Unterdrückung der Rotorschwingungen des Schrittmotors sind in der DE-OS 1763 688 mittels einer schwingungsamplitudenabhängigen Bremse und in der BP 0042 912 mittels Reibelementdämpfung beschrieben. ein elektronisches Verfahren zur Unterdrückung der Rotorschwingungen des Schrittmotors ist in der DE-OS 2042 903 beschrieben, wo nach Ausführung von n-1 Schritten der n-te, also letzte auszuführende Schritt, genau dann ausgeführt wird, wenn der Rotor des Schrittmotors sich im Punkt des maximal auftretenden Überschwingens befindet. Dieses Verfahren ist nur dann anwendbär, wenn die Anzahl der auszuführenden Scritte bekennt ist und die Last ein geringes Reibmoment besitzt.
Zin weiteres elektronisches Dämpungsverfähren ist in der DE-OS 2128 347 beschrieben, wo während der Schrittausführung nach etwa 3/4 der Schrittlänge alle Wicklungen des Schrittmotors kurzzeitig erregt werden, um die kinetische Energie von Rotor und Last zu verringern. Nachteilig ist hierbei der hohe elektronische Schaltungsaufwand.
Ziel der Ziel der Erfindung ist es, die Laufgeräusche von Schrittantriebon mit nachfolgendem Getriebe zu verringern, wobei der Schrittantrieb eine Last anzutreiben hat. Die Laufgeräusche sind po zu verringern, daß dafür kein zusätzlicher mechanischer aufwand erforderlich und daß nur ein geringer zusätzlicher elaktronischer Schaltungsaufwand notwendig ist.
Darlegung des Wessens der 'Erfindung Die Erfindung hat die Aufgbe, bei Schrittantrieben mit nachfolgendem Getriebe eine hohe Laufgeräuschdämpfung durch Unterdrückung der Rotorschwingungen des Schrittmotors und gleichzeitiger Beseitigung der Lose des Getriebes zu erreichen. Insbesondere sollen zwischen Last und Rotor des Schrittmotors auftretende Laufgeräusche verringert werden.
Erfindungsgemäß wird die rufgabe dadurch gelöst, daß bei Sohrittantrieben, bestehend aus Schrittmotor, Treiberstufen und Impulsverteiler, mit nachfolgendem Getriebe der Schrittmotor so betrieben wird, daß nach der Ausführung eines Schrittes die Betriebsspannung des Schrittmotors soweit verringert wird, daß das Motormoment kleiner als das Reibmoment der Reiblast ist.
Gleichzeitig mit der Verringerung der Betriebsspannung wird der Schrittmotor durch den Impulsverteiler so angesteuert, daß der nächste Schritt begonnen wird. Durch das verringerte Motormoment wird der Rotor des Schrittmotors jedoch nur so weit in Riatung des nächsten Schrittes gedreht, bis alle lose des Gotriebes herausgedreht sind und dail Drehmoment des Schrittmotors gegen die Reiblast arbeitet.
Bei Schrittantrieben mit geringer Reiblast kann es notwendig werden eine zusätzliche Reiblast hinter den Getriebe anzuordnen.
Damit wird das fur den Transport der Last erforderliche Motormoment vergrößert und bei verringerter' Betriebs spannung des Schrittmotors das Motormoment auf ein solchen Wert gebracht, daß die Lose aus dem Getriebe herausgedreht werden können.
Soll der nächste Schritt ausgeführt werden, wird die Motorspannung des Schrittmotors wieder auf den Wert der Betriebsspannung erhöht. Die Zeitkonstante Für das anliegen der Betriebsspanung muß so groß sein, daß der Schritt vollständig ausgeführt wird. Durch ein nach Schrittausführung sofortiges Weiterschalten auf den nächsten Schritt wirkt das anliegende Reibmoment gleichzeitig als mechanische Dämpfung zur Unterdrückkung der Rotorschwingungen, da der Rotor duroh die magnetische Kraftwirkung des Stators gegen die Reiblast gezogen wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Laufgerüschdämpfung bei Schrittantrieben mit nachfolgendem Getriebe, wobei der Schrittantrieb aus Schrittmotor, Treiberstufen und Impulsverteiler besteht, ist dadurch gekennzeichnet daß der Takteingang der Motorsteuerung mit dem Setzeingang eines Monoflops, der Aus gang des Monoflops mit einem Schalttransistor und dea Impulsverteiler und der Schalttransistor mit einer Diode verbunden ist. Die Treiberstufen sind mit dem Impulsverteiler und dem Verbindungspunkt von Schalttransistor und Diode verbunden. Der Ausgang der Treiberstufen ist die Motorwicklungen des Schrittmotors geschaltet. Die Betriebsspannung des Schrittmotors liegt am Schalttransistor an. die der Diode liegt eine Spannung an, die kleiner als die Betriebspannung ist. Die Größe der an der Diode anliegenden Spannung ist so bestimmt, daß beim damit betriebenen Schrittmotor das Motormoment kleiner als das Reibmoment der Reiblast ist.
Die Zeitkonstante des Monoflops bestimmt die Dauer des Amliegens der Betriebsspenunug am Schrittmotor, währenddessen der Schrittmotor einen Schritt ausführt. Nach Ausführung eines Schrittes kommt die an der Diode anliegenden Spannung für den Betrieb des Schrittmotors zum Tragen. Gleichzeitig damit wird der Schrittmotor über den Impulsverteiler und die Treiber stufen so angesteuert, daß oey. nächste Sohritt begonnen wird. Da jedoch das Motormoment jetzt kleiner als das Reibmoment der Reiblast ist, werden die Lose aus dem Getriebe gedreht, ohne daß der Schritt ausgeführt wird. Beim näohsten Setzen des Monoflop kommt wieder die Betreibsspannung am Schrittmotor zum Anliegen so daß der Schritt nunmehr ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei-Spiels näher erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1 eine vorteilhafte Ansteuerungsvariante des Schrittantreibes zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der Schrittantrieb besteht bekannterweise aus Schrittmotor 7.
Treiberstufen 6 und Impulsverteiler 3. Über den Takteigeng 1 des Schrittantriebes wird ein Monoflop 2 gesetzt, dessen Ausgang mit des Impulsverteiler 3 und dem Steuer eingang eines Schalttransistors 4 verbunden ist. Am Schalttransistor 4 liegt die Betriebs spannung U2 des Schrittmotors 7 an. Die Betriebsspannung U2 kommt am Schrittmotor 7 zur Wirkung, sobald der Monoflop 2 gesetzt, der Schalttransistor 4 danit durchgesteu ert und über die mit dem Schalttransistor 4 verbundenen Treiberstufen 6 an die Motorwicklungen des Schrittmotors 7 geführt wird Bei anliegender Betriebs spannung U2 führt der Schrittnotor 7 einen Schritt aus. Nach Ablauf der Zeitkonstante des Mono flops 2 wird der Schalttransistor 4 gesperrt und eine Spannung Ul auf die Motorwiklungen des Schrittnotors 7 gegeben. Die Spannung U1 ist kleiner als die Betriebsspannung U2, so daß dadurch das Motormoment proportional ebenfalls kleiner wird.
Gleichzeitig mit der anliegenden Spannung U2 wird der nächste Schritt begonnen, indem den Impulsverteiler 3 und der damit verbundenen Treiberstufen 6 ein entsprechender Schaltimpuls gegeben wird. Die Größe der Spannung U1 ist so gewählt, daß das damit bewirkte Motormoment kleiner als das Reibmoment der Reiblast wird, aber nooh so groß ist, daß alle Lose des Getriebes herausgedreht werden. Bei Schrittantrieben mit geringer Reiblast kann es notwendig werden eine zusätzliche Reiblast hinter dem Getriebe anzuordnen. Das ist deshalb erforderlich, um eine entsprechende Größe des Motormoments zu ermöglichen, so daß die Lose mit den durch die Spannung Ul verringerten Motormoment aus dem Getriebe herausgedreht werden können.
Die Verringerung der Betriebsspannung U2 des Sohrittmotors 7 wird dadurch realisiert, daß die Spannung U1 an einer Diode 5, die in Durchlaßrichtung mit dem Schalttransistor 4 verbunden ist, anliegt. Bei gesperrtem Schalttransistor 4 wird somit die Spannung U1 über die Treiberstufen 6 an die Motorwioklungen des Schrittmotors 7 geführt.

Claims

Erfindungsanspruch 1. Verfahren zur Laufgeräuschdämpfung bei Schrittantrieben mit nachfolgendem Getriebe, wobei der Schrittantrieb aus Schritt motor, Treiberstufen und Impulsverteiler besteht, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ausführung eines Schritten die Betriebsspannung (U2) des Schrittmotors (7) auf den Wert einer Spannung (U1) verringert wird, 8» daß das Motormoment des Schrittmotors (7) kleiner als das Reibmoment der Reiblast wird, daß gleichzeitig mit der Verringerung der Betriebsspannung (U2) des Schrittmotors (7) der nächste Schritt begonnen wird, so daß duroh den Rotor des Schrittmotors (7) alle Lose des nachfolgenden Getriebes herausgedrecht werden, ohne daß dabei der Schritt ausgeführt wird und daß zur Ausführung des nächsten Schrittes die anliegende Spannung (ui) auf den Wert der Betriebsspannung (U2) des Schrittmotors (7) erhöht wird.
2. Anordnung zur Laufgeräuschdämpfung bei Schrittantrieben mit nachfolgendem Getriebe, wobei der Schrittantrieb au Schrittmotor, Treiberstufen und Impulsverteiler besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Takteingang (1) der Motorsteuerung mit dem Setzeingang eines Monoflops (2) verbunden ist, daß der usg des Monoflops (2) mit einem Schalttransistor (4) und mit dem Impulsverteiler (3) verbunden ist, daß am Schalttransistor (4) die Betriebsspannung (U2) des Schrittmotors (7) und an einer Diode (5), die mit dem Schalttransistor (4) verbunden ist, eine Spannung (U1) anliegt, wobei die Spannung (U1) kleiner als die Betriebsspannung (U2) des Schrittmotors (7) und das Motormoment des Schrittmotors (7) bei an den Motorwicklungen anliegender Spannung (Ul) kleiner als das Reibmoment der Reiblast ist, deß die Treiberstufen (6) an den Verbindungspunkt von Schalttransistor (4) und Diode (5) sowie an den Impulaverteiler (2) geschaltet t sind und daß die Motorwicklungen des Schrittmotors (7) mit dem Ausgang der Treiberstufen (6) verbunden sind.
3. Anordnung zur Laufgeräuschdämpfung bei Schrittantrieben nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, da13 hinter dem Getriebe eine zusätzliche Reiblant angeordnet ist.