DE4027244A1 - Servoregler fuer mit resolverrueckfuehrung ausgeruestete motoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regler für mit Resolverrück­ führung ausgerüstete Servomotoren mit auf einer Leiter­ platte als Grundplatte angeordneten Schaltungselementen eines Leistungsteils und eines Steuerteils mit Leistungs­ ansteuerung, Sicherheitsfunktionen und Sinuskommutierung, wobei die Grundplatte wenigstens eine Steckerleiste zur Verbindung des Reglers mit dem Motor aufweist und wobei ein weiterer Anschluß zur Verbindung des Reglers mit einem Positioniermodul vorgesehen ist.

Ein gattungsgemäßer Regler ist nach Bauweise und grund­ sätzlicher Funktion in dem DE-GM 87 13 659 beschrieben; der Regler kommt bei der Steuerung eines Servomotors zum Einsatz, wozu der Regler einerseits mit dem Servo­ motor gekoppelt und andererseits mit einem Positioniermodul verbunden ist, welches seinerseits über einen sogenannten BUS beispielsweise an eine speicherprogrammierbare (SPS-)Steuerung angeschlossen ist, welche die Sollwerte für die Steuerfunktion vorgibt. Als Motorrückführsystem weist der Motor einen Resolver auf und dementsprechend ist in dem Regler eine damit korrespondierende Sinuskommu­ tierungsbaugruppe angeordnet.

Aus dieser Anordnung ergibt sich der Nachteil, daß für die Zurverfügungstellung von Steuersignalen für den Regler am Motor jeweils ein incremmenteller und mit dem Positioniermodul verbundener Meßgeber vorhanden sein muß, wodurch ein zusätzliches Bauteil im Bereich des Motors mit einer entsprechend zusätzlichen Verkabelung bedingt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Regler so weiterzubilden, daß die Funktionen des Meßgebers in auf dem Regler integrierten Schaltungs­ elementen verwirklicht sind, wobei eine jeweils ent­ sprechende räumliche Zuordnung der im Regler vorhandenen Schaltungselemente angestrebt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung beinhaltet den Grundgedanken, daß zusätzlich zur Grundplatte eine zweite, getrennte und mittels eines auf der Grundplatte ausgebildeten Steckers an die Grund­ platte anzukoppelnde Leiterplatte als Wechselplatte vorgesehen ist, auf der Schaltungselemente zur Über­ tragung der aus der Sinuskommutierungsbaugruppe gewonnenen Winkelinformation an das Positioniermodul angeordnet sind. Weil aus der Kommutierungsbaugruppe die für die Weitergabe an das Positioniermodul erforderliche Winkel­ information gewonnen werden kann, sind auf der als Wechsel­ platte ausgebildeten zweiten Leiterplatte Schaltungs­ elemente angeordnet, welche diese Winkelinformation unmittelbar in eine für das Positioniermodul geeignete Information umsetzen beziehungsweise die Winkelinformation dem Positioniermodul zuführen. Damit ist der Vorteil verbunden, daß im Bereich des Motors der Meßgeber ent­ fallen und auf die im übrigen sonst erforderliche Ver­ kabelung verzichtet werden kann.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind auf der Wechselplatte Schaltungselemente zur Umwandlung der aus der Kommutierungsbaugruppe im Zahlenformat ge­ wonnenen Winkelinformationen in an das Positioniermodul zu übermittelnde Impulsinformationen angeordnet, wobei entweder auf der Wechselplatte oder aber auch an der Grund­ platte ein Stecker zum Anschluß einer zum externen Positionier­ modul führenden Leitung ausgebildet sind. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Positionier­ modul unmittelbar auf der Wechselplatte angeordnet und insoweit über den vorgesehenen Stecker unmittelbar mit der Sinuskommutierungsbaugruppe auf der Grundplatte verbunden. Hieraus ergibt sich der besondere Vorteil, daß keine Umwandlung der aus der Kommutierungsbaugruppe gewonnene Winkelinformation mehr zu erfolgen hat, weil die Information aus der Kommutierungsbaugruppe sogleich in der von dem Positioniermodul verwendeten Form vorliegt. Damit ergibt sich der Vorteil einer weiteren Einsparung an Verkabelung und die Möglichkeit, die sonst an das externe Positionier­ modul angeschlossene Steuerung, beispielsweise in Form einer SPS-Steuerung, nun unmittelbar an den neuerungsgemäßen Regler anzuschließen, weil das Positioniermodul als Bindeglied zur Steuerung in den Regler integriert ist. Hierzu weist entweder die Wechselplatte einen Stecker zum Anschluß eines zur Steuerung führenden BUS auf, oder ein entsprechender Stecker ist im Bereich der an der Grundplatte ausgebildeten Steckerleiste vorgesehen. Die Stecker selbst können einmal zum Anschluß eines individuellen BUS oder aber auch zum Anschluß eines standardisierten BUS, des sogenannten PROFI-BUS, eingerichtet sein. Hieraus ergibt sich nun der Vorteil, den Regler unmittelbar mit der Steuerung zu verbinden, wobei über den standardisierten BUS die Möglichkeit geschaffen wird, auf einfache Weise und mit geringem Kabelaufwand auch mehrere Regler für eine Gruppe von Servomotoren an eine einzige Steuerung anzuschließen.

Da die Übertragung der aus der Sinuskommutierungsbaugruppe gewonnenen Winkelinformation in auf einer Wechselplatte angeordneten Schaltungselementen stattfindet, kann in einfacher Weise eine standardisierte, auf Motoren mit Resolverrückführung abgestellte Grundplatte zur Verfügung gestellt werden, die je nach auf der Wechselplatte angeord­ neten Schaltungselementen entweder mit einem externen Positioniermodul oder aber unmittelbar mit einer Steuerung zu verbinden ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, die Sinuskommutierungsbaugruppe aus dem Steuerteil der Grundplatte zu lösen und auf einer eigenen, zwischen die Grundplatte und die Wechselplatte zwischengeschal­ teten Zusatzplatte anzuordnen, wodurch eine weitere Variabili­ tät des Reglers erreicht wird. Durch Abnehmen der Zusatzplat­ te 17, auf welcher dann die Wechselplatte 16 mit den auf der Sinuskommutierungsbaugruppe weiterhin aufbauenden Schaltungs­ elementen sitzt, ergibt sich nun die Möglichkeit, eine standardisierte Grundplatte mit einer niederen funktio­ nellen Ausgestaltung zu verwirklichen, wobei anstelle der Zwischenplatte 17 nun eine gesonderte Platte mit darauf befindlichen Schaltungselementen für die Motorrückführ­ einheit mit Tacho und Rotorlagegeber in Trapezkommutierung angeordnet wird, die eine Verwendung der standardisierten Grundplatte auch für Servomotoren mit einer aus Tacho­ generator und Rotorlagegeber bestehenden Rückführeinheit erlaubt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind; die beiden Figuren zeigen jeweils den Aufbau des neuerungsgemäßen Reglers in einer schematischen Darstellung.

Auf eine Grundplatte 10 eines hinsichtlich seines Schaltungs­ aufbaus nicht weiter erläuterten Reglers sind ein Leistungs­ teil 11, ein Steuerteil 12 sowie ein Netzgerät 13 für die Strom- und Spannungsversorgung angeordnet. Die Verbindung des Reglers nach außen mit dem nicht weiter dargestellten Motor erfolgt über eine Steckerleiste 14. Der Aufbau und die Anordnung dieser Teile des Reglers sowie deren Funktion können entsprechend der in dem DE-GM 87 13 689 gegebenen Beschreibung ausgebildet sein.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sinuskommutierungsbaugruppe des Reglers innerhalb des Steuerteils 12 auf der Grundplatte 10 angeordnet.

Auf zwei auf der Grundplatte 10 vorgesehenen Steckver­ bindungen 15 ist eine zweite, getrennte Leiterplatte als Wechselplatte 16 aufgesteckt, auf der entweder die Schaltungselemente zur Umwandlung der aus der Kommutierungs­ baugruppe im Zahlenformat gewonnenen Winkelinformation in an das Positioniermodul zu übermittelnden Impuls­ information oder aber das Positioniermodul selbst angeord­ net sind. Die Wechselplatte 16 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Stecker 19 entweder zum Anschluß einer zum externen Positioniermodul führenden Leitung oder zum Anschluß einer BUS-Verbindung zu einer nicht dargestellten Steuerung auf.

Bei dem aus Fig. 2 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist zwischen der Grundplatte 10 und der Wechselplatte 16 noch eine Zusatzplatte 17 angeordnet, die mittels Steckverbindungen 18 an die Grundplatte 10 angeschlossen ist, wobei die Steckverbindungen 15 zum Anschluß der Wechselplatte nun zwischen der Zusatzplatte 17 und der Wechselplatte 16 angeordnet sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Baugruppe für die Sinuskommutierung des Reglers auf der Zwischenplatte 17 angeordnet, so daß durch Abnehmen der Zwischenplatte 17 mit der daran angeschlossenen Wechselplatte 16 die Möglichkeit geschaffen wird, an Stelle der Zwischenplatte 17 nun eine Platte mit Schaltungselementen für die Trapez­ kommutierung des Reglers in Anpassung an einen Servomotor mit Tacho und Rotorlagegeber an die Grundplatte 10 anzu­ schließen. Damit ist die Variabilität bei der Verwirklichung der Erfindung weiter erhöht.

Wie nicht weiter dargestellt, schließt die Erfindung auch die Möglichkeit ein, in Fortentwicklung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels die Zwischen­ platte 17 mit der Wechselplatte zu einer einheitlichen Platte zusammenzufassen, wobei auf der dann neu gebildeten Wechselplatte 16 die Baugruppe für die Sinuskommutierung des Reglers und das Positioniermodul oder alternativ die Sinuskommutierungsbaugruppe und die Informations-Um­ wandlungsbaugruppe angeordnet sind, so daß bei einer standardisierten Grundplatte dann drei Wechselplatten zur Verfügung stehen, nämlich eine erste für die Trapez­ kommutierung des Reglers, eine zweite für die Sinus­ kommutierung des Reglers mit integriertem Positionier­ modul und eine dritte für die Sinuskommutierung des Reglers mit einer Informations-Umwandlungsbaugruppe für die Kopplung mit einem externen Positioniermodul.

In Abweichung von den dargestellten Ausführungsbeispielen können die Wechselplatte wie aber auch die Zusatzplatte nicht nur in paralleler Ausrichtung zueinander zur Bildung eines Plattenpakets aufeinander aufgesteckt sein, sondern die Platten können auch getrennt voneinander beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und mittels entsprechender Kabel-Steckverbindungen an die auf den Platten ausgebildeten Stecker angeschlossen sein.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesent­ lich sein.

Claims (13)

1. Regler für mit einer Resolverrückführung ausgerüstete Servomotoren mit auf einer Leiterplatte als Grundplatte angeordneten Schaltungselementen eines Leistungsteils und eines Steuerteils mit Leistungsansteuerung, Sicherheitsfunktionen und Sinuskommutierung, wobei die Grundplatte wenigstens eine Steckerleiste zur Verbindung des Reglers mit dem Motor aufweist und wobei ein weiterer Anschluß zur Verbindung des Reglers mit einem Positioniermodul vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Grundplatte (10) eine zweite, getrennte und mittels eines auf der Grundplatte ausgebildeten Steckers (15) an die Grund­ platte anzukoppelnden Leiterplatte (16) als Wechselplatte vorgesehen ist, auf der Schaltungs­ elemente zur Übertragung der aus der Sinuskommutierungs­ baugruppe gewonnenen Winkelinformation an das Posi­ tioniermodul angeordnet sind.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wechselplatte (16) Schaltungselemente zur Umwandlung der aus der Sinuskommutierungsbaugruppe im Zahlenformat gewonnenen Winkelinformation in an das Positioniermodul zu übermittelnde Impulsinfor­ mationen angeordnet sind.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselplatte (16) einen Stecker (19) zur Verbindung der Umwandlungsbaugruppe mit dem Positionier­ modul aufweist.

4. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10) zur Verbindung der Umwandlungs­ baugruppe mit dem Positioniermodul einen Teil der Steckerleiste (14) ausbildet.

5. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wechselplatte (16) das Positioniermodul angeordnet ist.

6. Regler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wechselplatte ein zusätzlicher Stecker (19) zum unmittelbaren Anschluß eines zu einer Steuer­ einheit führenden BUS angeordnet ist.

7. Regler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (19) zum Anschluß eines individuellen BUS eingerichtet ist.

8. Regler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (19) zum Anschluß eines standardisierten BUS ausgebildet ist.

9. Regler nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (19) an der Grundplatte (10) im Bereich der Steckerleiste (14) angeordnet ist.

10. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselplatine (16) in etwa die Abmessungen des Steuerteils (12) der Grundplatte (10) aufweist und parallel zu dieser auf den Stecker (15) aufgesteckt ist, wobei der Abstand zwischen der Grundplatte (10) und der Wechselplatte (16) größer ist als die Höhe der auf der Grundplatte angeordneten Schaltungselemente des Steuerteils (12) .

11. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Grundplatte (10) und Wechselplatte (16) eine weitere Platte (17) zwischenge­ schaltet ist, die jeweils über Stecker (18 bzw. 15) an die Grundplatte (10) einerseits und an die Wechselplatte (16) andererseits angeschlossen ist und daß auf der Grundplatte (10) als deren Steuerteil die Schaltungselemente für die Ansteuerung des Leistungs­ teils und die Sicherheitsfunktionen angeordnet sind und daß die Sinuskommutierungsbaugruppe auf der Zusatzplatte (17) angeordnet ist.

12. Regler nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (10) als deren Steuerteil die Schaltungselemente für die Ansteuerung des Leistungsteils und die Sicher­ heitsfunktionen angeordnet sind und daß auf der Wechselplatte (16) die Sinuskommutierungsbaugruppe und das Positioniermodul angeordnet sind.

13. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (10) als deren Steuerteil die Schaltungselemente für die Ansteuerung des Leistungsteils und die Sicher­ heitsfunktionen angeordnet sind und daß auf der Wechselplatte (16) die Sinuskommutierungsbaugruppe und die Winkelinformations-Umwandlungsbaugruppe angeordnet sind.