DE4013583C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit einem Schrittmotor, der
ein linearbewegtes Element mit einer genauen linearen
Endgeschwindigkeit antreibt, wobei die auf das bewegte Element
einwirkenden Antriebsübertragungsglieder toleranzbehaftet sind
bezüglich ihrer Herstellungs- und/oder Abmessungstoleranzen.
Nach einem innerbetrieblichen Stand der Technik wird eine nicht
immer ausreichende Genauigkeit der linearen Endgeschwindigkeit
eines Belegs, eines Druckkopfschlittens oder dergleichen durch
Austausch von tolerierten Antriebsteilen durchgeführt. Nach dem
Austausch der sich in einer Toleranzreihe befindlichen Teile wird
angenommen, daß nunmehr der gewünschte Soll-Wert erreicht werden
kann.
Insbesondere treten in Belegverarbeitungssystemen Forderungen nach
minimalen Abweichungen der Lesekopfgeschwindigkeiten auf.
Aus der DE 31 10 784 A1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zum Ansteuern eines Schrittmotors bekannt, mit dem Schwingungen
des Motors vermieden werden sollen, wobei der Schrittmotor mit
jeder Phasenänderung ihm zugeführter Energiesignale einen Schritt
ausführt. Dazu wird das Zeitintervall zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Zeitsteuerungsimpulsen gemessen, gespeichert
und ausgewertet.
Bei einem anderen Verfahren (DE 38 32 258 A1) werden während einer
Startphase die Frequenzen der Steuerimpulse bestimmende
Frequenzwerte inkrementiert, wobei während einer Phase konstanter
Geschwindigkeit der letzte Frequenzwert der Startphase erhalten
und während einer Stopp-Phase dekrementiert wird. Es ist auch
bekannt, vor dem eigentlichen Arbeitsgang einen Testlauf
durchzuführen, um die Steuerdaten für den Arbeitsgang zu
überprüfen und ggf. entsprechend einer Sollvorgabe zu korrigieren
("Industrie-Elektrik und Elektronik", 31. Jg., 1986, Nr. 6 Seite
57).
Schließlich sei noch die DE 37 14 028 A1 erwähnt, aus der es
bekannt ist, bei einem von einem Motor mit Motorsteuerung linearer
bewegten Elementen zur Feststellung der Istposition einen
Längenmaßstab abzutasten bzw. einen Meßgeber einzusetzen, der die
Drehbewegung eines Motors oder einer Spindel überwacht, die dann
eine Schlittenbewegung verursacht.
Für den vorliegenden Anwendungszweck erhält der Fachmann hierzu
aber keine Anregungen, so daß ausgehend von dem betrieblichen
Stand der Technik der Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, ein
gegenüber dem Toleranzauswahl-System geändertes System
vorzuschlagen, bei dem keine Teile aus einer Vielzahl von Teilen
ausgewählt und ausgetauscht werden, sondern im Weg einer
automatischen Justage die geregelte Geschwindigkeit eingestellt
wird.
Die gestellte Aufgabe wird nach einem ersten Vorschlag
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Anpassung der
die Endgeschwindigkeit bestimmenden Schrittmotor-Endfrequenz mittels zumindest eines in seiner Länge
definierten Meßlaufs diejenige Zeit meßbar ist, die zwischen
einer Anfangs- und einer Endposition im Bereich der Endgeschwindigkeit des bewegten Elementes
entsteht und daß diese Meßlaufzeit mit einem vorgegebenen
Soll-Zeitwert in einer Schrittmotor-Steuerung vergleichbar
ist und daß in der Schrittmotor-Steuerung bei Abweichung der Meßlaufzeit
von dem Soll-Zeitwert eine entsprechend geänderte
Schrittmotor-Endfrequenz generierbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird nach einem zweiten Vorschlag erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß zur Anpassung der die Endgeschwindigkeit bestimmenden Schrittmotor-Endfrequenz mittels
zumindest eines in seiner Länge definierten Meßlaufs diejenige
Schrittmotor-Schrittanzahl, die zwischen einer Anfangs- und einer
Endposition im Bereich der Endgeschwindigkeit des bewegten Elements entsteht, zählbar ist und daß diese
Schrittmotor-Schrittanzahl mit einer vorgegebenen Schrittmotor-
Schrittanzahl in einer Schrittmotor-Steuerung vergleichbar ist und daß
in der Schrittmotor-Steuerung bei Abweichung der Schrittmotor-
Schrittanzahl von dem Schrittmotor-Schrittanzahl-Sollwert eine
entsprechend geänderte Schrittmotor-Endfrequenz generierbar ist.
Der Vorteil besteht darin, daß toleranzbehaftete
Antriebsübertragungsglieder nicht mehr ausgetauscht werden, sondern von
diesen abgeleitete Bewegungsfehler erfaßt und nunmehr durch die
entsprechend geänderte Schrittmotor-Endfrequenz ausgeglichen werden.
Diese Justierung ist deshalb besonders genau, weil der Ist-Zeitwert
unmittelbar am bewegten Element abgenommen werden kann (erster
Vorschlag) oder weil der Schrittmotor-Schrittanzahlwert am bewegten
Element abgenommen werden kann (zweiter Vorschlag).
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das bewegte Element
aus einem Lesemodul einer magnetischen Leseeinrichtung besteht.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Antriebsübertragungsglieder aus Riemenscheiben und Treibriemen bestehen.
Derartige Bauelemente bewirken häufig Bewegungsfehler, so daß diese
nunmehr jeweils bei Betätigung eines Antriebs mit einem Schrittmotor neu
justiert werden können.
Eine andere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß das bewegte
Element den einen Druckkopf tragenden Schlitten eines Druckers bildet.
Auch hier kann nunmehr die Schrittmotor-Endfrequenz jeweils neu
generiert werden.
Die Erfindung ist auch auf andere Bauelemente anwendbar. So ist nach
weiteren Merkmalen vorgesehen, daß die Antriebsübertragungsglieder aus
einem Schneckentrieb, einem Spindeltrieb oder dgl. bestehen.
Eine erneute Justierung bei nachfolgenden Bewegungen des bewegten
Elementes kann jedoch dadurch entfallen, daß die ermittelte
Schrittmotor-Endfrequenz in der Schrittmotor-Steuerung als Nennfrequenz
in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt ist. Das jeweilige Gerät
wird daher nach einem Meßlauf bei hinterlegten Daten der Schrittmotor-
Endfrequenz jeweils mit dieser Endfrequenz arbeiten.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt und wird nachfolgend erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das bewegte Element mit den
Antriebsübertragungsgliedern und der Schrittmotor-Steuerung.
Der Antrieb mit einem Schrittmotor 1 wirkt auf ein linearbewegtes
Element 2, das im Ausführungsbeispiel aus einem Lesemodul 2a einer nicht
näher dargestellten magnetischen Leseeinrichtung besteht. Anstelle des
Lesemoduls 2a kann auch ein Schlitten mit einem Druckkopf für einen
Matrixdrucker oder ein ähnliches Element eingesetzt werden. Hierbei wird
das bewegte Element 2 mittels auf der Welle 3 des Schrittmotors 1
angeordneter Riemenscheibe 4a, weiteren Riemenscheiben 4b und 4c und
mittels eines ersten Riemens 5 angetrieben. Die Riemenscheibe 4c und
eine horizontal gegenüberliegende, zugeordnete Riemenscheibe 4d sowie
ein zweiter Treibriemen 6 bilden Antriebsübertragungsglieder, die
toleranzbehaftet sind und auch während des Betriebs gewissen
Maßänderungen unterworfen sind. Vor allen Dingen ergibt der Zusammenbau
dieser Riemenscheiben 4a, 4b, 4c und 4d und des Riemens 5 sowie des
Treibriemens 6 ein Bewegungsverhalten, das nicht in den gewünschten
Toleranzen liegt und daher nicht zulässig ist.
Aus diesem Grund wird beim Einschalten des Schrittmotors 1 zunächst ein
Meßlauf eingeleitet, der zwischen einem ersten Geber 7 und einem zweiten
Geber 8 stattfindet. Die Geber 7 und 8 bestimmen gleichzeitig
Endpositionen 7a und 8a der Meßlaufstrecke 8b. Während des Meßlaufs wird
der Schrittmotor 1 mit seiner Grund-Endfrequenz betrieben, so daß die
Zeit gemessen wird, die das bewegte Element 2 zwischen dem ersten Geber
7 und dem zweiten Geber 8 zurücklegt. Diese Meßlauf-Zeit wird in einer
Schrittmotor-Steuerung 9 mit einem vorgegebenen Soll-Zeitwert
verglichen. Bei Abweichung der gemessenen Zeit vom Soll-Zeitwert wird in
der Schrittmotor-Steuerung 9 eine geänderte Schrittmotor-Endfrequenz
generiert. Der Meßlauf wird danach mit geänderter Schrittmotor-
Endfrequenz erneut gestartet. Hierzu werden die von den Gebern 7 und 8
erzeugten Signale über Leitungen 10 und 11 in eine CPU 12 gegeben, wobei
eine Programmunterbrechung 13 ansteht, wenn die Korrektur der
Schrittmotor-Endfrequenz erfolgen soll. Die CPU 12 ist wie üblich über
einen Quarz-Oszillator 14 getaktet. Außerdem ist ein festes Programm 15
für die Justierung der Endfrequenz vorgesehen. Die ermittelte
Schrittmotor-Endfrequenz wird in der Schrittmotor-Steuerung 9 als
Nennfrequenz in einen nichtflüchtigen Speicher 16 hinterlegt. In einem
Timer-Event-Counter 17 werden die Echtzeit-Bedingungen für die Ist- und
Soll-Zeitwerte gebildet. Die erhaltenen Werte werden dann über einen
programmierbaren Ein-/Ausgabe-Baustein 18 an einen integrierten Bauteil
19 geleitet, der als Bindeglied der Schrittmotor-Steuerung 9 zum
Schrittmotor 1 dient. Die justierte Schrittmotor-Endfrequenz wird sodann
über die Verbindung 20 unmittelbar auf den Schrittmotor 1 gegeben.
Im Falle des zweiten Vorschlags wird beim Einschalten des Schrittmotors
1 zunächst ebenfalls ein Meßlauf eingeleitet, der zwischen dem ersten
Geber 7 und dem zweiten Geber 8 stattfindet. Auch hier bestimmen die
Geber 7 und 8 die Endpositionen 7a und 8a der Meßlaufstrecke 8b. Während
des Meßlaufs wird der Schrittmotor 1 ebenfalls mit seiner
Grund-Endfrequenz betrieben, so daß die Schrittmotor-Schrittanzahl
gezählt wird, die der Schrittmotor benötigt, um das bewegte Element
zwischen dem ersten Geber 7 und dem zweiten Geber 8 zu bewegen. Diese
Schrittmotor-Schrittanzahl wird in der Schrittmotor-Steuerung 9 mit dem
vorgegebenen Schrittmotor-Schrittanzahl-Sollwert verglichen. Bei
Abweichung der Schrittmotor-Schrittanzahl vom
Schrittmotor-Schrittanzahl-Sollwert wird in der Schrittmotor-Steuerung
9 wieder die geänderte Schrittmotor-Endfrequenz generiert. Auch hier
wird der Meßlauf danach mit geänderter Schrittmotor-Endfrequenz erneut
gestartet. Die Wirkungsweise der Schaltung ist dieselbe wie zum ersten
Vorschlag bereits beschrieben worden ist.
Claims (7)
1. Antrieb mit einem Schrittmotor, der ein linearbewegtes Element
mit einer genauen linearen Endgeschwindigkeit antreibt, wobei die
auf das bewegte Element einwirkenden Antriebsübertragungsglieder
toleranzbehaftet sind bezüglich ihrer Herstellungs- und/oder
Abmessungstoleranzen, wobei zur Anpassung der die
Endgeschwindigkeit bestimmenden Schrittmotor-Endfrequenz mittels
zumindest eines in seiner Länge definierten Meßlaufes diejenige
Zeit meßbar ist, die zwischen einer Anfangs- und einer Endposition
(7a, 8a) im Bereich der Endgeschwindigkeit des bewegten Elementes
(2) entsteht, wobei diese Meßlaufzeit mit einem vorgegebenen
Soll-Zeitwert in einer Schrittmotor-Steuerung (9) vergleichbar ist
und wobei in der Schrittmotor-Steuerung (9) bei Abweichung der
Meßlaufzeit von dem Soll-Zeitwert eine entsprechend geänderte
Schrittmotor-Endfrequenz generierbar ist.
2. Antrieb mit einem Schrittmotor, der ein linearbewegtes Element
mit einer genauen linearen Endgeschwindigkeit antreibt, wobei die
auf das bewegte Element einwirkenden Antriebsübertragungsglieder
toleranzbehaftet sind bezüglich ihrer Herstellungs- und/oder
Abmessungstoleranzen, wobei zur Anpassung der die
Endgeschwindigkeit bestimmenden Schrittmotor-Endfrequenz mittels
zumindest eines in seiner Länge definierten Meßlaufes diejenige
Schrittmotor-Schrittanzahl, die zwischen einer Anfangs- und einer
Endposition (7a, 8a) im Bereich der Endgeschwindigkeit des
bewegten Elements (2) entsteht, zählbar ist, wobei diese
Schrittmotor-Schrittanzahl mit einer vorgegebenen
Schrittmotor-Schrittanzahl in einer Schrittmotor-Steuerung (9)
vergleichbar ist und wobei in der Schrittmotor-Steuerung (9) bei
Abweichung der Schrittmotor-Schrittanzahl von dem
Schrittmotor-Schrittanzahl-Sollwert eine entsprechend geänderte
Schrittmotor-Endfrequenz generierbar ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei
das bewegte Element (2) aus einem Lesemodul (2a) einer
magnetischen Leseeinrichtung besteht.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
die Antriebsübertragungsglieder aus Riemenscheiben (4a bis 4d) und
Treibriemen (5, 6) bestehen.
5. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das bewegte Element (2) den einen Druckkopf tragenden
Schlitten eines Druckers bildet.
6. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Antriebsübertragungsglieder aus einem Schneckenbetrieb,
Spindeltrieb oder dergleichen bestehen.
7. Antrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei
die ermittelte Schrittmotor-Endfrequenz in der
Schrittmotor-Steuerung (9) als Nennfrequenz in einem
nichtflüchtigen Speicher (16) hinterlegt ist.
Priority Applications (1)
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DE4013583A DE4013583A1 (de) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Antrieb mit einem schrittmotor |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4013583A DE4013583A1 (de) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Antrieb mit einem schrittmotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4013583A1 DE4013583A1 (de) | 1991-11-07 |
DE4013583C2 true DE4013583C2 (de) | 1992-02-27 |
Family
ID=6405287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4013583A Granted DE4013583A1 (de) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Antrieb mit einem schrittmotor |
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Cited By (1)
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