DE4027245A1 - Servoregler mit wechselplatine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regler für Servomotoren mit auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordneten Schaltungselementen eines Leistungsteils und eines Steuer­ teils mit Leistungsansteuerung, Sicherheitsfunktionen und motorangepaßter Kommutierung, wobei die Leiterplatte wenigstens eine Steckerleiste aufweist, deren einer Teil zur Verbindung des Reglers mit dem Motor und deren anderer Teil zum Anschluß eines externen Positioniermoduls eingerichtet ist.

Ein gattungsgemäßer Regler ist beispielsweise in dem DE-GM 87 13 659 beschrieben; der diesbezügliche Regler kommt bei der Steuerung eines Servomotors zum Einsatz, wozu der Regler einerseits mit dem Servomotor gekoppelt und andererseits mit einem externen Positioniermodul verbunden ist, welches seinerseits über einen sogenannten BUS beispielsweise an eine speicherprogrammierbare (SPS-)Steuerung angeschlossen ist, welche die Sollwerte für die Steuerfunktionen vorgibt; der Motor ist seiner­ seits mit einem Winkelmeßsystem als incremmenteller Meßgeber ausgerüstet, welcher seine Informationen dem Positioniermodul als Ist-Werte übermittelt.

Ein bekannter Regler gemäß dem gattungsgemäßen DE-GM 87 13 659 weist ein auf einer Grundplatte ange­ ordnetes Leistungsteil sowie ein Steuerteil mit den in der Druckschrift beschriebenen Funktionen auf. Hierzu umfaßt das Steuerteil Schaltungselemente für die Leistungs­ ansteuerung, für die Sicherheitsfunktionen und für die motorangepaßte Kommutierung. Die Servomotoren ihrerseits finden nämlich in zwei unterschiedlichen Bauarten hinsicht­ lich ihrer Rückführfunktion zur Erzeugung einer Winkel­ information für die Steuerung Anwendung, nämlich einerseits mit einem Tachogenerator und Rotorlagegeber und anderer­ seits mit einem Resolver.

Mit dem bekannten Regler ist der Nachteil verbunden, daß für die unterschiedlichen Bauarten von Servomotoren jeweils auch unterschiedliche Leiterplatten des Reglers eingesetzt werden müssen, da die Schaltungselemente für die motorangepaßte Kommutierung des Steuerteils jeder Leiterplatte fest zugeordnet sind; daher muß beim Anschluß unterschiedlich gestalteter Servomotoren an den Regler jeweils eine entsprechend angepaßte Leiterplatte Verwendung finden, so daß eine Anpassung eines einmal installierten Reglers an unterschiedliche Motoren nicht möglich ist. Daraus ergibt sich als weiterer Nachteil, daß eine standardisierte Ausführung des Reglers nicht einzurichten ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Regler so weiterzubilden, daß bei standardi­ sierter Grundausführung des Reglers eine leichte Anpassung des Reglers an unterschiedliche Motorrückführsysteme ermöglicht ist.

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 auf der Leiterplatte als Grundplatte als deren Steuerteil die Schaltungselemente für die Ansteuerung des Leistungsteils und die Sicherheitsfunktionen angeordnet sind und daß die für die Kommutierung des Reglers erforderlichen Schaltungs­ elemente auf einer zweiten, getrennten Leiterplatte als Wechselplatte angeordnet sind, welche an die Grundplatte über einen an dieser zusätzlich ausgebildeten Stecker angeschlossen ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß eine standardisierte Grund-Leiterplatte für beide Bauarten von anzusteuernden Servomotoren zur Verfügung steht, wobei die Ausbildung der jeweils erforderlichen Kommutierung des Reglers in Anpassung an das Motorrückführsystem des Servomotors durch Zustecken der zweiten, zusätzlichen Leiterplatte als Wechselplatte erfolgt, wobei diese zweite Leiterplatte die für die Kommutierung des Reglers erforderlichen Schaltungselemente enthält.

Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung können daher auf der als Wechselplatte einsteckbaren zweiten Leiter­ platte entweder die Schaltungselemente für die Motorrückführ­ einheit mit Tacho und Rotorlagegeber in Trapezkommutierung an­ geordnet sein oder es kann auf der Wechselplatte eine Schal­ tungsbaugruppe für die Sinuskommutierung des Reglers mittels Resolverrückführung angeordnet sein. Ist der Regler dabei einmal in einen Servoantrieb eingeschaltet, so ist eine Anpassung des Reglers an eine Änderung des Motors mit einem anderen Motorrückführsystem durch ein­ fachen Austausch der Zusatzplatte möglich.

Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann diese Zusatzplatte dabei unmittelbar auf der Grundplatte und parallel zu dieser mittels eines Steckers aufgesteckt sein, wodurch sich eine besonders vorteilhafte kleinbauende Anordnung ergibt; es unterfällt jedoch dem Grundgedanken der Erfindung, diese Zusatzplatte auch losgelöst von der Grundplatte anzuordnen und die Verbindung über eine steckbare Leitung herzustellen.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, die Ausführung des Reglers in Sinuskommutierung für die Resolverrückführung dahingehend zu verbessern, daß die in der Kommutierungsbaugruppe zur Verfügung stehende Winkelinformation des Motors in eine an das externe Positioniermodul zu übermittelnde Impulsinfor­ mation umgewandelt wird; hiermit ist der Vorteil ver­ bunden, daß der am Motor zur Rückmeldung installierte incremmentelle Meßgeber wegfallen kann, weil der von diesem Bauteil an das Positioniermodul übermittelte Ist-Wert auch unmittelbar aus der in dem Regler enthaltenen Sinuskommutierungsbaugruppe gewonnen werden kann und lediglich in eine zur Übermittlung an das Positioniermodul geeignete Übertragungsinformation umzuwandeln ist. In vorteilhafter Weise lassen sich dabei Einsparungen nicht nur durch den wegfallenden Meßgeber, sondern auch im Hinblick auf eine einfachere und weniger aufwendige Verkabelung der Bauteile miteinander verwirklichen.

Die Erfindung sieht hierzu vor, daß auf der Wechselplatte zusätzlich zu der dort vorgesehenen Kommutierungsbau­ gruppe noch Schaltungselemente zur Umwandlung der aus der Kommutierungsbaugruppe im Zahlenformat gewonnenen Winkelinformation in an das Positioniermodul zu über­ mittelnde Impulsinformationen angeordnet sind. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann diese Umwand­ lungsbaugruppe entweder auf der Wechselplatte selbst angeordnet oder aber auch auf einer weiteren Zusatzplatte angeordnet sein, die ihrerseits über eine gesonderte Steckverbindung mit der Wechselplatte zu verbinden ist. Ebenso wie die Wechselplatte im Verhältnis zur Grundplatte kann auch die Zusatzplatte mit Abstand zur Wechselplatte und parallel zu dieser über eine Steckverbindung aufge­ steckt oder aber getrennt davon mit einer steckbaren Leitungsverbindung angeordnet sein. Je nach Anordnung der Schaltungsbaugruppe auf der Wechselplatte oder der Zusatzplatte kann die entsprechende Platte einen weiteren Stecker zur Verbindung der Umwandlungsbaugruppe mit dem Positioniermodul aufweisen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben; die einzige Figur zeigt den Aufbau des neuerungsgemäßen Reglers in einer schematischen Darstellung.

Auf einer Grundplatte 10 eines hinsichtlich seines Schal­ tungsaufbaus im einzelnen nicht weiter erläuterten Reglers sind ein Leistungsteil 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 und gegebenenfalls dem externen Positioniermodul erfolgt über eine Stecker­ leiste 14. Der Aufbau und die Anordnung der Teile des Reglers sowie dessen Funktion können entsprechend der in dem DE-GM 87 13 659 gegebenen Beschreibung ausge­ staltet sein.

Wie nicht weiter dargestellt, sind innerhalb des Steuer­ teils 12 auf der Grundplatte 10 die Schaltungselemente für die Ansteuerung des Leistungsteils und die Sicher­ heitsfunktionen angeordnet.

Auf in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehenen zwei auf der Grundplatte 10 vorgesehenen Steckverbindungen 15 ist eine zweite, getrennte Leiterplatte als Wechsel­ platte 16 aufgesteckt, auf der je nach Einsatz des Reglers entweder die Schaltungselemente für die Motorrückführeinheit mit Tacho und Rotorlagegeber in Trapezkommutierung oder aber eine Schaltungsbaugruppe für die Sinuskommutierung des Reglers mittels Resolverrückführung angeordnet sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Zusatz­ platte 17 über zwei Stecker 18 auf der Wechselplatte 16 aufgesteckt, und auf dieser Zusatzplatte 17 sind die Schaltungselemente zur Umwandlung der aus der auf der Wechselplatte 16 angeordneten Sinuskommutierungsbau­ gruppe im Zahlenformat gewonnenen Winkelinformationen in an das Positioniermodul zu übermittelnde Impulsin­ formationen angeordnet. Die Zusatzplatte 17 weist einen weiteren Stecker 19 zum Anschluß einer zum Positionier­ modul führenden Leitung für die Informationsübermittlung auf, und in diesem Fall entfällt im Bereich der Stecker­ leiste 14 die Verbindung des Reglers zum Positioniermodul.

Wie sich aus der in der Zeichnung dargestellten Anordnung ohne weiteres ergibt, können sowohl die Wechselplatte 16 als auch die Zusatzplatte 17 wahlweise verwendet und im übrigen auch getrennt voneinander angeordnet werden, beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse, wobei die Verbindung zwischen den Platten über die darauf angeordneten Stecker und daran angeschlossene Leitungen geschehen kann.

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 (8)

1. Regler für Servomotoren mit auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordneten Schaltungselementen eines Leistungsteils und eines Steuerteils mit Leistungs­ ansteuerung, Sicherheitsfunktionen und motorange­ paßter Kommutierung, wobei die Leiterplatte wenigstens eine Steckerleiste aufweist, deren einer Teil zur Verbindung des Reglers mit dem Motor und deren anderer Teil zum Anschluß eines externen Positioniermoduls eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterplatte als Grundplatte (10) als deren Steuerteil (12) die Schaltungselemente für die An­ steuerung des Leistungsteils (11) und die Sicherheits­ funktionen angeordnet sind und daß die für die Kommutierung des Reglers erforderlichen Schaltungselemente auf einer zweiten getrennten Leiterplatte (16) als Wechsel­ platte angeordnet sind, die an die Grundplatte (10) über einen an dieser zusätzlich ausgebildeten Stecker (15) angeschlossen ist.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wechselplatte (16) die Schaltungselemente für die Motorrückführeinheit mit Tacho und Rotorlagegeber in Trapezkommutierung angeordnet sind.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wechselplatte (16) eine Schaltungsbau­ gruppe für die Sinuskommutierung des Reglers mittels Resolverrückführung angeordnet ist.

4. Regler insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Wechselplatte (16) zusätzlich Schaltungselemente zur Umwandlung der aus der Sinuskommu­ tierungsbaugruppe im Zahlenformat gewonnenen Winkel­ information in an das Positioniermodul zu übermitteln­ de Impulsinformationen angeordnet sind.

5. Regler nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsbaugruppe auf einer weiteren, getrennten Platte (17) angeordnet ist, die mittels einer Steckverbindung (lB) an die Wechselplatte (16) angeschlossen ist.

6. Regler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzplatine (17) einen Stecker (19) zur Verbindung der Umwandlungsbaugruppe mit dem Positionier­ modul aufweist.

7. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselplatte (16) in etwa die Abmessungen des Steuerteils (12) der Grundplatte (10) aufweist und parallel zu dieser auf dem Stecker (15) aufgesteckt ist, wobei der Abstand zwischen den Platten (10, 16) größer ist als die Höhe der auf der Grundplatte (10) angeordneten Schaltungsele­ mente des Steuerteils (12).

8. Regler nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzplatine (17) mit der darauf angeordneten Umwandlungsbaugruppe in etwa die Abmessungen der Wechselplatte (16) aufweist und parallel zu dieser auf den Stecker (18) aufgesteckt ist, wobei der Abstand zwischen Wechelplatte (16) und Zusatzplatte (17) größer ist als die Höhe der auf der Wechselplatte (16) angeordneten Schaltungselemente.