FI72414B - COUPLING SYSTEM FOR GENERATING AV STEGPULSER FOR DRIVNING AND STEGMOTOR - Google Patents

COUPLING SYSTEM FOR GENERATING AV STEGPULSER FOR DRIVNING AND STEGMOTOR Download PDF

Info

Publication number
FI72414B
FI72414B FI781473A FI781473A FI72414B FI 72414 B FI72414 B FI 72414B FI 781473 A FI781473 A FI 781473A FI 781473 A FI781473 A FI 781473A FI 72414 B FI72414 B FI 72414B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
stepper motor
pulses
deceleration
acceleration
counting
Prior art date
Application number
FI781473A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI72414C (en
FI781473A (en
Inventor
Oskar Eisenmann
Dietmar Pohlig
Original Assignee
Siemens Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2721282A external-priority patent/DE2721282B2/en
Priority claimed from DE2721240A external-priority patent/DE2721240C3/en
Application filed by Siemens Ag filed Critical Siemens Ag
Publication of FI781473A publication Critical patent/FI781473A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI72414B publication Critical patent/FI72414B/en
Publication of FI72414C publication Critical patent/FI72414C/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/40Open loop systems, e.g. using stepping motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

[uSSr^l KUULUTUSjULKAISU[uSSr ^ l ANNOUNCEMENT

•ISIM? (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 7241 4 C (45) Pa tantti rryönr.c tty (51) Kv.lk//lnt.CI.4 H 03 K 5/13, H 02 P 8/00 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 78 1 4 7 3 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 10.05-78 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 10.05-78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit off e nti ig 12.11.78• ISIM? (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 7241 4 C (45) Pa tantti rryönr.c tty (51) Kv.lk//lnt.CI.4 H 03 K 5/13, H 02 P 8/00 (21) Patent application - Patentansökning 78 1 4 7 3 (22) Application date - Ansökningsdag 10.05-78 (EN) (23) Starting date - Giltighetsdag 10.05-78 (41) Published public - Blivit off e nti ig 12.11.78

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.- 30.01.87National Board of Patents and Registration Date of display and publication - 30.01.87

Patent- och registerstyrelsen ' , Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 1 1.05.77 ll.O5.77 Saksan 1iittotasava1ta-Förbunds-republiken Tyskland(DE) P 2721282.4, P 2721240.4 (71) Siemens Aktiengesel1schaft, Ber1in/Munchen, DE; Wittelsbacherplatz 2, Munchen, Saksan 1iittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Oskar Eisenmann, Milnchen, Dietmar Pohlig, Munchen,Patent and registration authorities', Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. application - Int. ansökan (32) (33) (31) Privilege claimed - Begärd priority 1 1.05.77 ll.O5.77 Federal Republic of Germany Förbunds-republiken Tyskland (DE) P 2721282.4, P 2721240.4 (71) Siemens Aktiengesel1schaft, Ber1in / Munchen, DE ; Wittelsbacherplatz 2, Munich, Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) Oskar Eisenmann, Milnchen, Dietmar Pohlig, Munchen,

Saksan 1iittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (74) Berggren Oy Ab (5*0 Kytkentäjärjestely askelpu1ssien synnyttämiseksi askelmoottorin käyttöä varten - Koppiingsanordning för generering av stegpulser för drivning av en stegmotorFederal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (74) Berggren Oy Ab (5 * 0 Coupling arrangement for generating stepper motors for use with a stepper motor - Koppiingsanordning för generering av stegpulser för drivning av en stegmotor

Keksinnön kohteena on kytkentäjärjestely askelpulssien synnyttämiseksi askelmoottorin käyttöä varten, jossa taajuudenjakaja määrätyn taajuuden omaavista kellopulsseista tuottaa askelpulsseja, joiden toistotaajuus on valittavissa tietosanojen avulla, jossa askelmoottorin kiihdytyksen ja vastaavasti hidastuksen aikana ylöspäin ja vastaavasti alaspäin laskentapulsseja laskeva lasku-riyksikkö antaa laskentatilaansa liittyvät laskentasanat, ja jossa muisti laskentasanoista riippuen antaa tietosanat.The invention relates to a switching arrangement for generating step pulses for use in a stepper motor, wherein a frequency divider generates step pulses from clock pulses of a certain frequency, the repetition frequency of which is selectable by data words depending on the calculation words, give data words.

Julkaisusta "Celerate the Digital Stepping Motor” Electronic Design 1, 4. Jan. 1973, sivut 84-87 tunnetaan eräs kytkentä askel-pulssien synnyttämiseksi askelmoottorin käyttöä varten. Tähän kytkentään sisältyy taajuudenjakaja, jonka tuloon syötetään kello-pulsseja määrätyllä taajuudella ja jonka lähdöstä saadaan askel-pulssit. Askelpulssien toistotaajuus on kellopulssien taajuus kerrottuna määrätyllä kertoimella, joka on tavallisesti pienempi kuin yksi. Kertoimen määrää taajuudenjakajalle sillä hetkellä syötetty tietosana. Kytkentä sisältää lisäksi laskurin, jota määrätyn taajuiset pulssit askeltavat eteen- tai taaksepäin. Tietosanat saadaan laskurin lähdöstä. Askelmoottorin kiihdytyksen aikana laskentapulssit, joiden taajuus on oleellisesti pienempi 2 7241 4 kuin kellopulssien taajuus, askeltavat laskuria eteenpäin määrätystä alkutilasta lopputilaan. Askelpulssien toistotaajuus kasvaa jatkuvasti laskurin elementtien kulloisestakin tilasta riippuen johtuen tietosanan muuttuvasta arvosta. Kun laskuriyksikkö on saavuttanut lopputilansa, laskemisen jatkuminen estetään ja askel-pulssien toistotaajuus pysyy samana. Askelmoottorin hidastuksessa laskuria askelletaan jälleen laskentapulsseilla taaksepäin. Vastaavalla tavalla kuin askelmoottorin kiihdytyksessä askelpulssien taajuus pienenee jälleen laskurin kulloisestakin tilasta riippuvaisesti .From "Celerate the Digital Stepping Motor" Electronic Design 1, Jan. 4, 1973, pages 84-87, a circuit is known for generating step pulses for the operation of a stepper motor, which includes a frequency divider to which clock pulses at a given frequency are input and output. step pulses The repetition frequency of step pulses is the frequency of clock pulses multiplied by a specified factor, which is usually less than 1. The factor determines the data word currently input to the frequency divider. During the calculation, the counting pulses, the frequency of which is substantially lower than the frequency of the clock pulses, step the counter forward from the predetermined initial state to the final state.The repetition frequency of the step pulses increases continuously depending on the current state of the counter elements due to the variable value . When the counter unit has reached its final state, the continuation of the counting is prevented and the repetition frequency of the step pulses remains the same. When the stepper motor decelerates, the counter is stepped back again with counting pulses. In a manner similar to the acceleration of a stepper motor, the frequency of the step pulses decreases again depending on the current state of the counter.

Tällä tunnetulla kytkentäjärjestelyllä askelpulssien toistotaajuus voidaan asettaa muuttumaan askelmoottorin kiihdytyksessä ja hidastuksessa lineaarisesti, logaritmisesti tai eksponentiaalisesti. Askelmoottori ei kuitenkaan tällöin toimi optimaalisella kuormitus-kulma-alueellaan. Jos askelmoottoria käytetään asennoitinkäytössä, on asettumisajän usein kuitenkin oltava mahdollisimman lyhyt. Aset-tumisaika on sitä lyhyempi mitä suurempi askelmoottorin vääntömo-mentti on. Vääntömomentti ei riipu yksinomaan käytetystä askelmoot-torista, vaan myös sen käyttötavasta. Tunnetuissa kytkentäjärjestelyissä askelpulssien toistotaajuus muuttuu symmetrisesti kiihdytyksessä ja hidastuksessa. Määrätyissä käyttötapauksissa voi kuitenkin olla edullista käyttää muunlaista ja erityisesti epäsymmetristä askelpulssien toistotaajuuden ajallista vaihtelua.With this known switching arrangement, the repetition frequency of the step pulses can be set to change linearly, logarithmically or exponentially during the acceleration and deceleration of the stepper motor. However, the stepper motor will not operate in its optimal load-angle range. However, if the stepper motor is used in positioner operation, the settling time must often be as short as possible. The higher the settling time, the shorter the settling time. The torque depends not only on the stepper motor used, but also on how it is used. In known switching arrangements, the repetition frequency of the step pulses changes symmetrically during acceleration and deceleration. However, in certain use cases, it may be advantageous to use other, and in particular asymmetric, variations in the repetition frequency of the step pulses over time.

Keksintö perustuu siten tehtävään saada aikaan kytkentäjärjestely, jonka avulla voidaan kehittää mielivaltainen askelpulssien toisto-taajuuden aikariippuvuus ja joka erityisesti antaa askelpulsseja, joilla askelmoottori kiihtyy maksimaalisella dynaamisella vääntö- momentilla .The invention is thus based on the object of providing a switching arrangement by means of which an arbitrary time dependence of the repetition frequency of the step pulses can be developed and which in particular gives step pulses at which the stepper motor accelerates at maximum dynamic torque.

Keksinnön mukaisesti tehtävä ratkaistaan johdannossa mainitun kaltaisessa kytkentäjärjestelyssä siten, että muistiin on talletettu ensimmäisestä määrästä tietosanoja muodostettu, askelmoottorin kiihdytyksen ajallista kulkua määräävä kiihdytysohjelma, sekä toisesta, pienemmästä määrästä tietosanoja muodostettu, askelmoottorin hidastuksen ajallista kulkua määräävä hidastusohjelma, ja että muisti sisältää vaihtokytkimen, jonka asennosta riippuen askelmoottorin kiihdytyksen tai hidastuksen aikana kiihdytysohjelman tai vastaavasti hidastusoh jelman tietosanat on kytketty taajuudenjakajalle.According to the invention, the task is solved in a switching arrangement such as that mentioned in the introduction by storing in the memory an acceleration program for determining the time course of stepper motor acceleration, a second number of data words. during acceleration or deceleration of the stepper motor, the data words of the acceleration program or the deceleration program, respectively, are connected to the frequency divider.

3 7241 43 7241 4

Keksinnön mukaisen kytkentäjärjestelyn etuna on, että askelmoottorin kiihdytys ja hidastuskäyrät voidaan yksinkertaisella tavalla asettaa mielivaltaisiksi. Kiihdytyskäyrä voidaan esimerkiksi asettaa sellaiseksi, että askelmoottori toimii koko asetusliikkeen aikana optimaalisella kuormituskulma-alueella ja asetus voi tapahtua lyhyemmässä ajassa myös silloin, kun on käytettävissä vain harvoja askeleita. Askelmoottorin teoreettinen suurin mahdollinen antoteho tulee tällöin täysin hyväksikäytetyksi. Kytkentäjärjestely on lisäksi yksinkertainen ja se soveltuu erityisen hyvin integroituna piirinä valmistettavaksi.The advantage of the coupling arrangement according to the invention is that the acceleration and deceleration curves of the stepper motor can be set arbitrarily in a simple manner. For example, the acceleration curve can be set so that the stepper motor operates in the optimal load angle range during the entire setting movement, and the setting can take place in a shorter time even when only a few steps are available. The theoretical maximum output power of the stepper motor is then fully utilized. In addition, the connection arrangement is simple and is particularly well suited for manufacture as an integrated circuit.

Jos askelmoottori on toteutettu siten, että staattisen vääntömomentti-ominaiskäyrän puolijaksoa vastaa pariton askelluku s, on edullista, jos käynnistyspulssien lukumäärä on (S+l)/2.If the stepper motor is designed so that the half cycle of the static torque characteristic corresponds to an odd step number s, it is advantageous if the number of starting pulses is (S + 1) / 2.

Dynaaminen vääntömomentti saadaan nopeasti optimaaliseksi, jos käynnistyspulssien toistotaajuus on oleellisesti suurempi kuin ohjaus-pulssien toistotaajuus kiihdytyksen alussa.The dynamic torque is quickly optimized if the repetition frequency of the starting pulses is substantially higher than the repetition frequency of the control pulses at the beginning of the acceleration.

Askelmoottorin jarruttamiseksi mahdollisimman nopeasti suurimmalla mahdollisella vääntömomentilla on edullista, jos askelmoottorin jarrutus aloitetaan joukolla askelmoottorin lähelle vääntömomentti-ominaiskäyränsä mukaan optimaalista negatiivista kuormituskulma-aluetta tuovia askelpulsseja.In order to brake the stepper motor as quickly as possible with the maximum possible torque, it is advantageous if the braking of the stepper motor is started by a series of step pulses bringing an optimal negative load angle range close to the stepper motor according to its torque characteristic.

Epäsymmetrinen ominaiskäyrä eli erilaiset kiihdytys ja hidastuskäyrät saadaan yksinkertaisella tavalla siten, että kiihdytyksen aikana annettavat tietosanat ovat erilaisia kuin tietosanat, jotka saadaan hidastuksen aikana samat laskentasanat syötettäessä.The asymmetric characteristic curve, i.e. the different acceleration and deceleration curves, is obtained in a simple manner so that the data words given during acceleration are different from the data words obtained during deceleration when the same calculation words are entered.

Erilaisten tietosanojen saamiseksi samat laskentasanat syötettäessä kiihdytyksen ja hidastuksen aikana on edullista, jos muisti sisältää vaihtokytkimen, joka askelmoottorin kiihdytyksen tai hidastuksen aikana kytkee taajuudenjakajalle kiihdytystä tai hidastusta vastaavat tietosanat.In order to obtain different data words when entering the same calculation words during acceleration and deceleration, it is advantageous if the memory includes a toggle switch which, during acceleration or deceleration of the stepper motor, connects to the frequency divider the data words corresponding to acceleration or deceleration.

Jos muistin sisältöä ei ole muutettava on edullista, jos muistina on lukumuisti.If the contents of the memory do not need to be changed, it is advantageous if the memory is read-only memory.

7241 47241 4

Jos askelmoottorin hidastuksen kesto on lyhyempi kuin kiihdytyksen kesto, ja jos hidastuksessa siten tarvitaan vähemmän tietosanoja kuin kiihdytyksessä, on edullista, jos laskuriyksikkö asetetaan hidastuksen alussa tilaan, joka on määrätty murto-osa ennen hidastusta saavutetusta laskurin tilasta. Erityisen yksinkertainen kytkentä saadaan siten, että laskuriyksikkö asetetaan puoleen ennen askelmoot-torin hidastusta saavutetusta laskurin tilasta.If the deceleration duration of the stepper motor is shorter than the acceleration duration, and thus less information words are required for the deceleration than for the acceleration, it is advantageous if the counter unit is set at a certain fraction of the counter state reached before deceleration. A particularly simple connection is obtained by setting the counter unit to half the counter space reached before the stepper motor decelerates.

Askelpulssien toistotaajuuden absoluuttisesta arvosta riippumattomien askelmoottorin hidastus- ja kiihdytysominaisuuksien saamiseksi on edullista, jos laskuriyksikölle syötetään laskentapulsseiksi as-kelpulssit.In order to obtain the deceleration and acceleration characteristics of the stepper motor which are independent of the absolute value of the repetition frequency of the step pulses, it is advantageous if step pulses are applied to the counter unit as calculation pulses.

Seuraavassa selitetään lähemmin keksinnön kytkentäjärjestelyn erästä suoritusesimerkkiä piirustukseen liittyen, jossa kuvio 1 esittää kulmanopeuden ja askelpulssien aikadiagrammia, kuvio 2 esittää staattisen vääntömomenttiominaiskäyrän kulkua, kuvio 3 esittää kiertymäkulman aikadiagrammia askelmoottorin kiihdytyksessä, kuvio 4 on kytkentäjärjestelyn lohkokaavio, kuvio 5 on taajuudenjakajan ja muistiin sisältyvän vaihtokytkimen kytkentäkaavio ja kuvio 6 on laskuriyksikön kytkentäkaavio.An embodiment of the switching arrangement of the invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which Fig. 1 shows a time diagram of angular velocity and step pulses, Fig. 2 shows the course of a static torque characteristic curve; Fig. 6 is a circuit diagram of the counter unit.

Kuvion 1 aikadiagrammissa on abskissana aika t ja ordinaattana askel-pulssit SI ja askelmoottorin kulmanopeus ω. Askelmoottori kiihdytetään ajanhetkien tO ja tl välillä lepotilasta kulmanopeuteen ω . Askelpulsseina on aluksi kaksi käynnistyspulssia ja tämän jälkeen seuraa kolme ohjauspulssia. Käynnistyspulssien toistotaajuus on valittu siten, että se on oleellisesti suurempi kuin ohjauspuls-sien toistotaajuus käynnistyksen alussa. Ajanhetkellä tl askelmoottorin kulmanopeus on saavuttanut pitoarvonsa ω ja moottorille annetaan ohjauspulsseja, joilla on muuttumaton toistotaajuus.The time diagram in Figure 1 shows the time t as the abscissa and the step pulses SI as the ordinate and the angular velocity ω of the stepper motor. The stepper motor is accelerated between the idle times tO and t1 from the idle state to the angular velocity ω. The step pulses are initially two start pulses and then three control pulses. The repetition frequency of the start pulses is selected to be substantially higher than the repetition frequency of the control pulses at the beginning of the start. At time t1, the angular velocity of the stepper motor has reached its holding value ω and the motor is given control pulses with a constant repetition frequency.

Ajanhetien t2 ja t3 välillä askelmoottoria hidastetaan ja askelpulssien SI toistotaajuutta pienennetään vastaavasti. Ajanhetken t2 jälkeen annettu negatiivinen lisäaskelpulssi asettaa kuormituskulman välittömästi jarrutuksen kannalta optimaaliselle alueelle. Jos askelmoottoria ohjataan vahvistimen välityksellä rengaslaskurilla, 5 7241 4 käännetään rengaslaskurin kiertosuunta negatiivisen askelpulssin esiintymisen ajaksi. Kiertosuunta on esitetty kuviossa 1 kohdassa d. Ajanhetken t3 jälkeen askelmoottori pysähtyy vaimenevasti väräh-dellen.Between times t2 and t3, the stepper motor is decelerated and the repetition frequency of the step pulses S1 is reduced accordingly. The negative additional step pulse given after time t2 immediately sets the load angle to the optimum range for braking. If the stepper motor is controlled via an amplifier by a ring counter, 5 7241 4 the direction of rotation of the ring counter is reversed during the occurrence of a negative step pulse. The direction of rotation is shown in Figure 1 at d. After time t3, the stepper motor stops with a damping oscillation.

Kuviossa 2 esitetyssä staattisen vääntömomentin ominaiskäyrässä on abskissana kuormituskulma β. Kuormituskulmalla tarkoitetaan kulmaa, jonka askelmoottorin akseli määrätyllä staattisella vääntömomentilla kuormitettuna kiertyy kuormittamattomaan tilaan, eli magneettiseen lepoasentoon nähden. Askelmoottorille ei tällöin syötetä ohjaus-pulsseja. Ordinaattana on staattinen vääntömomentti pitomomenttiin MH verrattuna. Pitomomentilla tarkoitetaan tällöin suurinta vääntö-momenttia, jolla herätettyä askelmoottoria voidaan kuormittaa staattisesti aiheuttamatta jatkuvaa pyörimistä. Seuraavassa oletetaan, että vääntömomenttikäyrä on sinimuotoinen.In the static torque characteristic curve shown in Fig. 2, the abscissa has a load angle β. The load angle refers to the angle at which the stepper motor shaft, when loaded with a certain static torque, rotates with respect to the unloaded state, i.e. the magnetic rest position. In this case, no control pulses are applied to the stepper motor. The ordinate is the static torque compared to the holding torque MH. The holding torque then means the maximum torque at which the excited stepper motor can be loaded statically without causing continuous rotation. In the following, it is assumed that the torque curve is sinusoidal.

Askelmoottorin dynaaminen vääntömomentti saadaan staattisesta vään-tömomenttiominaiskäyrästä. Dynaamisella vääntömomentilla tarkoitetaan tällöin keskimääräistä vääntömomenttia, joka on käytettävissä moottorin akselilla kulman Δφ suuruisen kiertymän aikana. Tällöin oletetaan, että seuraava ohjauspulssi annetaan aina täsmälleen yhden askeleen kiertymän jälkeen. Vääntömomenttikäyrästä havaitaan, että askelmoottori antaa askelkulman a verran kiertyessään suurimman dynaamisen vääntömomenttinsa Mmax silloin, kun kuormituskulma kahden ohjauspulssin välillä sijaitsee symmetrisesti huippuarvoon eli pito-momenttiin MH nähden. Yksinkertaisella laskutoimituksella saadaan suurimmaksi dynaamiseksi vääntömomentiksi - MH - aThe dynamic torque of a stepper motor is obtained from a static torque-torque characteristic curve. Dynamic torque in this case means the average torque available on the motor shaft during rotation of the angle Δφ. In this case, it is assumed that the next control pulse is always given after exactly one step of rotation. It can be seen from the torque curve that the stepper motor gives its maximum dynamic torque Mmax when rotating by a step angle a when the load angle between the two control pulses is symmetrical about the peak value, i.e. the holding torque MH. A simple calculation gives the maximum dynamic torque - MH - a

Mmax = · 2 · sm p j ja pienimmäksi dynaamiseksi vääntömomentiksi - MH /T —7Mmax = · 2 · sm p j and the minimum dynamic torque - MH / T —7

Mmm = — · /1 - cos pa/ p · a — missä p on askelmoottorin napapariluku ja a askelkulma.Mmm = - · / 1 - cos pa / p · a - where p is the pole pair number of the stepper motor and a is the step angle.

Tutkittaessa kuinka ohjauspulssien toistotaajuus ja askelmoottorin roottorin kiertymäkulma f muuttuvat ajan mukana, kun akselilta on saatava jatkuvasti vakio dynaaminen vääntömomentti M havaitaan, että käynnistettäessä askelmoottori magneettisesta lepotilasta saadaan tasaisesti kiihtyvä liike, kun toistotaajuus f seuraa yhtälöä 6 7241 4 c _ Mmin 1 X “* — · · t > J a jossa J on kokonaishitausmoinentti.Examining how the repetition frequency of the control pulses and the rotation angle f of the stepper motor rotor change with time, when a constant dynamic torque M must be obtained continuously from the shaft, it is found that when starting the stepper motor from magnetic sleep, a steadily accelerating motion is obtained when the repetition frequency f follows 6 - 24 · · T> J a where J is the total moment of inertia.

Jos toistotaajuus kasvaa tästä poiketen hitaammin, ei roottori käänny kahden ohjauspulssin välisenä aikana kulmaa a, joten vakiovääntö-momentin edellytykset eivät enää toteudu.If, on the other hand, the repetition frequency increases more slowly, the rotor does not turn the angle α between the two control pulses, so that the conditions for constant torque are no longer fulfilled.

Jos toistotaajuus f kasvaa, vaikkakin lineaarisesti, tätä nopeammin voi sattua, että moottori putoaa muutaman ohjauspulssin jälkeen tahdista ja pysähtyy, koska kuormituskulma β ylittää staattisessa vääntö-momenttikäyrässä labiilin tasapainotilan.If the repetition frequency f increases, albeit linearly, faster than this, it may happen that after a few control pulses the motor drops out of phase and stops because the load angle β exceeds the unstable equilibrium state in the static torque curve.

Toistotaajuuden f kasvaessa ajan suhteen lineaarisesti askelmootto-rin antama kiihdytyskyky ei tule täysin hyväksikäytetyksi, koska pienimmän ja suurimman dynaamisen vääntömomentin ero voi olla erittäin suuri.As the repetition frequency f increases linearly with time, the acceleration capacity provided by the stepper motor will not be fully utilized because the difference between the minimum and maximum dynamic torque can be very large.

Periaatteessa askelmoottoria voidaan kiihdyttää ohjauspulssien SI toistotaajuudella £ _ Mmax .1 _ ^ J " a Tämä toistotaajuus edustaa kuitenkin teoreettista rajatapausta ja tätä taajuutta ei saa ylittää.In principle, the stepper motor can be accelerated by the repetition frequency SI of the control pulses £ _ Mmax .1 _ ^ J "a However, this repetition frequency represents a theoretical limit case and this frequency must not be exceeded.

Kun askelmoottorin käynnistykseen on käytettävissä vain hyvin harvoja askeleita, ei toistotaajuuden f lineaarinen kasvu ole enää tyydyttävä tai askeleiden lukumäärän vähäisyydestä johtuen mahdollinen. Tällöin ei ole edullista antaa toistotaajuuden f nousta monoto-nisesti kasvavana funktiona, vaan tällöin on huolehdittava siitä, että kuormituskulma saadaan niin nopeasti kuin mahdollista optimaaliselle toiminta-alueelle, joka saadaan yhtälöstä — — = o _ _JL , et 2p 2 ~ p - 2p + 2When only very few steps are available to start the stepper motor, a linear increase in the repetition frequency f is no longer satisfactory or possible due to the small number of steps. In this case, it is not advantageous to allow the repetition frequency f to increase as a monotonically increasing function, but in this case it must be ensured that the load angle is obtained as quickly as possible for the optimal operating range obtained from the equation - - = o _ _JL, et 2p 2 ~ p - 2p + 2

Kuviossa 3 esitetyssä aikadiagrammissa kuormituskulma β saadaan optimaaliselle toiminta-alueelle mahdollisimman nopeasti antamalla aluksi ajallisesti lähekkäin kaksi käynnistyspulssia ajanhetkinä 7 72414 tO ja tl. Pulssien aikaväli on niin lyhyt, että askelmoottorin moottori ei tänä aikana ehdi kiertyä lainkaan tai se kiertyy vain hyvin vähän askeleen suuruuteen verrattuna. Näiden välittömästi toisiaan seuraavien käynnistyspulssien lukumäärän n on oltava sellainen, että kuormituskulma 31 = ^ 2p 2 saavutetaan tarkasti tai melkein, niin että epäyhtälö < 1 - π a, n a 2p + 2 ' jossa n on kokonaisluku, on voimassa. Viimeistään n+1 käynnistys-pulssin saavuttua ajanhetkellä t2 kiihtyy askelmoottori suurimmalla mahdollisella kiihdytysmomentilla Mmax. Aikadiagrammin ordinaattana on kiertymäkulma <p mitattuna askelkulmalla a. Kuviossa on myös esitetty askelpulssit SI, jotka ajanhetkellä to ja tl muodostuvat käyn-nistyspulsseista ja ajanhetken t2 jälkeen ohjauspulsseista. Lisäksi on esitetty askelpulssien toistotaajuus f. Aikadiagrammista ilmenee, että käynnistyspulssien toistotaajuus on oleellisesti suurempi kuin niitä seuraavien ohjauspulssien toistotaajuus.In the time diagram shown in Fig. 3, the load angle β is obtained for the optimal operating range as quickly as possible by initially giving two start pulses close in time at times 7 72414 t0 and t1. The time interval of the pulses is so short that during this time the motor of the stepper motor does not have time to rotate at all or it rotates only very little compared to the magnitude of the step. The number n of these consecutive starting pulses must be such that the load angle 31 = ^ 2p 2 is reached exactly or almost so that the inequality <1 - π a, n a 2p + 2 'where n is an integer is valid. At the latest at the t + n start pulse at time t2, the stepper motor accelerates to the maximum possible acceleration torque Mmax. The ordinate of the time diagram is the angle of rotation <p as measured by the step angle α. The figure also shows the step pulses S1, which at time t1 and t1 consist of start pulses and after time t2 control pulses. In addition, the repetition frequency f of the step pulses is shown. The time diagram shows that the repetition frequency of the start pulses is substantially higher than the repetition frequency of the subsequent control pulses.

Jos kuviota 2 vastaavassa vääntömomenttiominaiskäyrässä tarvitaan pariton askelmäärä s staattisen vääntömomenttikäyrän puolijakson ohittamiseen, on viimeksimainitussa lausekkeessa voimassa yhtäläisyysmerkki, joten käynnistyspulssien lukumäärä n saadaan yhtälöstä n = 5 · <25 *2 > = —If an odd number of steps s are required in the torque characteristic curve corresponding to Fig. 2 to bypass the half cycle of the static torque curve, the equals sign is valid in the latter expression, so the number n of starting pulses is given by the equation n = 5 · <25 * 2> = -

Seuraavat ohjauspulssit annetaan, kun askelmoottorin roottori on kääntynyt keskimäärin askelkulman a verran. Moottori käynnistyy tällöin tasaisesti kiihtyvästi vääntömomentilla Mmax.The following control pulses are given when the rotor of the stepper motor has turned by an average of a step angle a. The motor then starts at a steadily accelerating speed with a torque of Mmax.

Jos esimerkiksi nelinapainen moottori (p=2) on varustettu kolmiosaisella käämityksellä ja sen askelkulma a = 30°, on käynnistyspulssien lukumäärä tällöin n = 2. Käynnistyksen alussa annetaan siten kaksi käynnistyspulssia. Kuvio 3 esittää tätä tapausta.For example, if a four-pole motor (p = 2) is equipped with a three-part winding and its step angle a = 30 °, the number of starting pulses is then n = 2. Thus, two starting pulses are given at the beginning of the start. Figure 3 shows this case.

Jos lukumäärä s on parillinen, saadaan lukumäärä n yhtälön 1 π s a 2p 2 7241 4 mukaisesti. Ensimmäinen seuraavista ohjauspulsseista annetaan päinvastoin kuin tapauksessa, jossa s on pariton, jo silloin, kun roottori on kiertynyt puolen askelkulman verran. Kaikki seuraavat oh-jauspulssit annetaan siten, että vääntömomentti Mmax saavutetaan. Askelmoottori toimii tällöin optimaalisella kuormituskulma-alueella.If the number s is even, the number n is obtained according to the equation 1 π s a 2p 2 7241 4. The first following control pulses are given in contrast to the case where p is an odd number, the time when the rotor is rotated half a step angle. All subsequent control pulses are given so that the torque Mmax is reached. The stepper motor then operates in the optimum load angle range.

Askelmoottoria, jossa s on parillinen luku, voidaan siten, aivan samoin kuin askelmoottoria, jolla arvo s on pariton, kiihdyttää alusta alkaen suurimmalla mahdollisella vääntömomentilla Mmax.Thus, a stepper motor in which s is an even number can, just like a stepper motor in which the value of s is odd, be accelerated from the outset by the maximum possible torque Mmax.

Vastaava pitää paikkansa myös askelmoottorin hidastukselle, jota voidaan pitää negatiivisena kiihdytyksenä. Kuormituskulma voidaan tässä tapauksessa asettaa optimaaliseksi joko jättämällä pois joukko askelpulsseja tai antamalla negatiivisia askelpulsseja. Askelpulssit SI ohjaavat tavallisesti moottorin vahvistimessa rengaslaskuria, jonka avulla ohjataan askelmoottorin yksityisiä käämejä. Jos rengas-laskuria askelletaan normaalisti positiiviseen suuntaan, askeltavat negatiiviset askelpulssit sitä hidastuksessa negatiiviseen suuntaan. Tällä tavoin myös hidastus tapahtuu maksimaalisella vääntömomentilla Mmax , kun negatiivisten askelpulssien lukumäärä valitaan siten, että mahdollisimman tarkoin saadaan kuormituskulmaksi β = - .The equivalent is also true for the deceleration of a stepper motor, which can be considered a negative acceleration. In this case, the load angle can be set to optimal either by omitting a number of step pulses or by giving negative step pulses. The step pulses SI usually control a ring counter in the motor amplifier, which is used to control the private windings of the step motor. If the ring counter is normally stepped in the positive direction, the negative step pulses will step it in the deceleration in the negative direction. In this way, the deceleration also takes place at the maximum torque Mmax, when the number of negative step pulses is selected so that the load angle β = - is obtained as accurately as possible.

Kuviossa 4 esitetty kytkentäjärjestely askelpulssien synnyttämiseksi askelmoottorin käyttöä varten sisältyy esimerkkinä kaukokirjoitti-men vaunun palautuksen ohjaukseen. Vaunu on palautettava mahdollisimman lyhyessä ajassa ja askelpulssien toistotaajuuden on siten oltava mahdollisimman suuri. Vaunun paluuliike muodostuu kolmesta osasta, nimittäin kiihdytyksestä, ajosta vakionopeudella ja hidastuksesta. Vaunun palautuskäsky, joka annetaan esimerkiksi sulkemalla kytkin SW1, käynnistää vaunun palautuksen. Kytkin SW1 antaa vaunun palautuskäskyä vastaavan signaalin SI taajuudenjakajalle FT. Taajuudenjakajalle FT syötetään kellon TG synnyttämät kellopulssit T. Taajuudenjakajan FT lähdöstä saadaan askelpulssit SI, jotka viedään askelmoottorille SM vahvistinasteen V kautta. Askelpulssien SU toistotaajuus on kellopulssien T taajuus kerrottuna määrätyllä kertoimella. Kertoimen, joka yleensä on pienempi kuin 1, määrää tietosana DW, joka on myös tuotu taajuudenjakajän FT tuloihin.The switching arrangement shown in Fig. 4 for generating step pulses for the operation of a stepper motor is included as an example in the remote control carriage return control. The trolley must be returned in the shortest possible time and the repetition frequency of the step pulses must therefore be as high as possible. The return movement of the wagon consists of three parts, namely acceleration, running at constant speed and deceleration. The carriage reset command, which is given, for example, by closing switch SW1, initiates carriage reset. Switch SW1 outputs a signal SI corresponding to the carriage reset command to the frequency divider FT. The clock pulses T generated by the clock TG are applied to the frequency divider FT. From the output of the frequency divider FT, step pulses S1 are obtained, which are applied to the stepper motor SM via the amplifier stage V. The repetition frequency of the step pulses SU is the frequency of the clock pulses T multiplied by a specified factor. The coefficient, which is usually less than 1, is determined by the data word DW, which is also imported into the FT inputs of the frequency divider.

Tietosanat DW on tallennettu muistiin SP, jona on käytetty esimerkiksi lukumuistia. Muistissa SP olevien tietosanojen DW osoitteet väli- 9 7241 4 taan laskentasanoilla ZW, jotka tuodaan muistille SP laskuriyksiköl-tä ZS. Muistiin SP sisältyy osoitedekooderi, joka synnyttää lasken-tasanaa ZW vastaavat signaalit muistissa SP olevien tietosanojen osoitteiden saamiseksi. Muistissa SP on lisäksi vaihtokytkin UM, joka kytkimen SW3 antaman signaalin S3 ohjaamana asettuu joko ensimmäiseen tai toiseen asentoon, joissa muistista SP luetaan joko askel-moottorin kiihdytykseen tai hidastukseen liittyvät tietosanat. As-kelmoottorin kiihdytykseen liittyvät tietosanat on koottu kiihdytys-ohjelmaksi BP ja hidastukseen liittyvät tietosanat DW hidastus-ohjelmaksi VP. Seuraavassa selitetään kuvion 1 aikadiagrammiin liittyen kytkentäjärjestelyn muita yksityiskohtia.The data words DW are stored in the memory SP, for example a read-only memory. The addresses DW of the data words in the memory SP are transmitted by calculation words ZW, which are brought to the memory SP from the counter unit ZS. The memory SP includes an address decoder which generates signals corresponding to the calculation plane ZW to obtain the addresses of the data words in the memory SP. The memory SP also has a changeover switch UM, which, under the control of the signal S3 given by the switch SW3, is set to either a first or a second position, in which the memory SP reads the data words related to either the acceleration or deceleration of the stepper motor. The data related to the acceleration of the As film motor have been compiled into the acceleration program BP and the data related to the deceleration DW into the deceleration program VP. Other details of the switching arrangement will be explained below in connection with the time diagram of Fig. 1.

Ajanhetkellä to annetaan vaunun palautuskäsky sulkemalla kytkin SW1. Kytkin SW1 antaa signaalin SI taajuudenjakajalle FT ja asettaa tämän toimintaan. Kytkimet SW2 ja SW3 ovat avoimia ja signaalin S3 ohjaama vaihtokytkin UM on kuviossa 3 yhtenäisellä viivalla esitetyssä asennossa. Laskuriyksikkö ZS on laskentatilassa 0 ja se antaa tähän tilaan liittyvän laskentasanan ZW muistille SP. Osoitedekooderi AD etsii muistiin osoitteeseen 0 tallennetun tietosanan DW. Vaihto-kytkimen UM kautta luetaan ja johdetaan taajuudenjakajän FT tuloon tällöin kuitenkin vain kiihdytysohjelmaan BP sisältyvä tietosana DW.At time to, a carriage reset command is given by closing switch SW1. Switch SW1 outputs the signal SI to the frequency divider FT and sets it to operation. The switches SW2 and SW3 are open and the changeover switch UM controlled by the signal S3 is in the position shown in Fig. 3 by a solid line. The counter unit ZS is in the counting state 0 and gives the counting word ZW associated with this state to the memory SP. The address decoder AD searches for the data word DW stored in the address 0 in the memory. However, only the data word DW included in the acceleration program BP is read and routed to the input of the frequency divider FT via the changeover switch UM.

Taajuudenjakaja FT sisältää esimerkiksi laskurin, joka saatetaan laskemaan aseteltavasta, tietosanan DW määräämästä alkutilasta eteenpäin muuttumattomaan lopputilaan. Aina, kun laskuri saavuttaa lopputilansa, taajuudenjakaja FT antaa askelpulssin SI ja asettaa laskurin alkutilan jälleen tietosanan DW määräämään arvoon.The frequency divider FT includes, for example, a counter which is made to count from an adjustable initial state determined by the information word DW onwards to an unchanged final state. Whenever the counter reaches its final state, the frequency divider FT issues a step pulse S1 and again sets the initial state of the counter to the value determined by the data word DW.

Signaali S3 ohjaa laskuriyksikköä ZS siten, että se kytkimen SW3 ollessa avoimena, eli kiihdytyksen aikana, laskee eteenpäin. Lasku-riyksikölle ZS syötetään laskentapulsseiksi askelpulssit SI. Taajuudenjaka jän FT antaman ensimmäisen askelpulssin SI jälkeen laskuri-yksikön ZS laskentatila etenee yhdellä yksiköllä ja vastaava lasken-tasana ZW annetaan muistille SP. Muisti SP antaa tästä laskentasa-nasta ZW riippuvan uuden tietosanan DW taajuudenjakajalle FT, ja as-kelpulssien toistotaajuus muuttuu siten uuden tietosanan mukaiseksi.The signal S3 controls the counter unit ZS so that when the switch SW3 is open, i.e. during acceleration, it counts forward. The step pulses SI are input to the counting unit ZS as counting pulses. After the first step pulse S1 given by the frequency divider FT, the calculation state of the counter unit ZS proceeds by one unit, and the corresponding count plane ZW is given to the memory SP. The memory SP gives a new data word DW depending on this calculation plane ZW to the frequency divider FT, and thus the repetition frequency of the as-pulses changes according to the new data word.

Laskuriyksikköä ZS askelletaan jokaisella askelpulssilla eteenpäin yhden laskentayksikön verran ja se saavuttaa ajanhetkellä tl ennalta-määrätyn suurimman laskentatilansa. Muistin SP osoitedekooderi ADAt each step pulse, the counter unit ZS is stepped forward by one calculation unit and at its time t1 reaches its predetermined maximum calculation state. Memory SP address decoder AD

10 7241 4 havaitsee tämän laskentatilan ja muisti SP antaa laskuriyksikölle ZS signaalin S4, joka estää eteenpäin laskemisen jatkumisen. Ajan-hetkien tl ja t2 välillä laskentasana ZW ei siten muutu ja muistista SP saadaan jatkuvasti sama tietosana DW. Askelpulssien SI toisto-taajuus pysyy siten vakiona ja se on mitoitettu siten, että se vastaa askelmoottorin SM maksiminopeutta.10 7241 4 detects this counting state and the memory SP gives a signal S4 to the counter unit ZS, which prevents the forward counting from continuing. Thus, between the time instants t1 and t2, the calculation word ZW does not change and the same data word DW is continuously obtained from the memory SP. The repetition frequency of the step pulses SI thus remains constant and is dimensioned to correspond to the maximum speed of the stepper motor SM.

Kaukokirjoittimen vaunu saavuttaa siten maksiminopeutensa ajanhet-kellä tl ja se säilyttää tämän nopeuden kunnes ajanhetkellä t2 vaunu itse sulkee vasemmanpuoleisen rajoittimen läheisyydessä kytkimen SW3 askelmoottorin SM hidastuksen aloittamiseksi.The carriage of the remote printer thus reaches its maximum speed at time t1 and maintains this speed until at time t2 the carriage itself closes the switch SW3 in the vicinity of the left stop to start the deceleration of the stepper motor SM.

Kytkimen SW3 sulkeutuessa signaali S3 kääntää vaihtokytkimen UM kuviossa 4 katkoviivalla esitettyyn asentoon ja laskuriyksikkö ZS asetetaan laskemaan taaksepäin. Seuraavilla askelpulsseilla SI laskuriyksikön ZS laskentatila alenee yhdellä yksiköllä ja samoin kuin ajanhetkien tl ja t2 välillä luetaan ajanhetkien t3 ja t4 välillä haluttua hidastuvuuskäyrää vastaavat tietosanat DW muistista SP. Johtuen vaihtokytkimen UM toisesta asennosta muistista luetaan nyt kuitenkin hidastusohjelmaan VP tallennetut tietosanat DW ja askelpulssien SI toistotaajuutta alennetaan hidastuvuuskäyrän mukaan.When the switch SW3 closes, the signal S3 turns the toggle switch UM to the position shown by the broken line in Fig. 4, and the counter unit ZS is set to count backwards. With the following step pulses S1, the calculation state of the counter unit ZS decreases by one unit and, as well as between times t1 and t2, the data words DW corresponding to the desired deceleration curve are read from the memory SP between times t3 and t4. However, due to the second position of the toggle switch UM, the data words DW stored in the deceleration program VP are now read from the memory, and the repetition frequency of the step pulses SI is reduced according to the deceleration curve.

Ajanhetkellä t3, vähän ennen kaukokirjoittimen vaunun vasenta rajoi-tinta, laskuriyksikkö ZS saavuttaa jälleen laskentatilan O ja osoite-dekooderi AD antaa signaalin S5, jolla laskentatila 0 tunnistetaan ja laskuriyksikön ZS taaksepäin laskemisen jatkuminen estetään. Muistiin voi olla tallennettu osoitteeseen 0 tietosana DW, joka vastaa askelpulssien SI pientä toistotaajuutta. Koska laskuriyksikön ZS laskentatila ei muutu, saadaan muistista SP, samoin kuin ajanhetkien tl ja t2 välillä, jatkuvasti sama tietosana DW ja kaukokirjoittimen vaunu liikkuu tällöin kuviossa 1 esitetystä aikadiagrammista poiketen pienellä vakionopeudella.At time t3, shortly before the left limiter of the remote printer carriage, the counter unit ZS again reaches the counting state O, and the address decoder AD outputs a signal S5 by which the counting state 0 is detected and the counting down of the counter unit ZS is prevented from continuing. The data DW corresponding to the low repetition frequency of the step pulses SI may be stored in the memory at address 0. Since the calculation state of the counter unit ZS does not change, the same data word DW is continuously obtained from the memory SP, as well as between the times t1 and t2, and the carriage of the remote printer then moves at a low constant speed deviating from the time diagram shown in Fig. 1.

Kaukokirjoittimen vaunun saavuttaessa vasemman rajoittimen ja sulkiessa kytkimen SW2 tämän antama signaali S2 saattaa taajuudenjaka-jan FT estotilaan ja uusia askelpulsseja SI ei enää saada. Samanaikaisesti askelmoottori SM pysähtyy.When the remote printer carriage reaches the left limiter and closes the switch SW2, the signal S2 given by this puts the frequency divider FT in the inhibit state and no new step pulses S1 are received. At the same time, the stepper motor SM stops.

Jos kiihtyvyyskäyrä ja hidastuvuuskäyrä ovat symmetrisiä, tarvitaan muistissa SP vain yksi ohjelma ja vaihtokytkin UM voidaan jättää 11 7241 4 pois. Tässä tapauksessa laskentasanoja ZW vastaavat aina samat tie-tosanat kiihdytyksestä tai hidastuksesta riippumatta.If the acceleration curve and the deceleration curve are symmetrical, only one program is needed in the memory SP and the toggle switch UM can be omitted 11 7241 4. In this case, the calculation words ZW always correspond to the same data words regardless of acceleration or deceleration.

Jos askelmoottorin hidastus kuitenkin vaatii lyhyemmän ajan, voidaan laskuriaste ZS asettaa kiihdytyksen alussa laskentatilaan, joka on sama kuin hidastuvuuskäyrän esityksessä tarvittavien tieto-sanojen lukumäärä. Jos laskuriyksikkö ZS esimerkiksi ajanhetkellä t2 saavuttaa suurimman mahdollisen laskentatilansa 63 ja jos askel-moottorin hidastus kestää vain puolet kiihdytysajasta, voidaan lasku-riyksikkö asettaa ajanhetkellä t2 arvoon 31. Tässä tapauksessa hidastus päättyy jo 31 askelpulssin SI jälkeen ja hidastuvuuskäyrän kulku on siten oleellisesti jyrkempi.However, if the deceleration of the stepper motor requires a shorter time, the counter stage ZS can be set at the beginning of the acceleration to a calculation mode equal to the number of data words required in the representation of the deceleration curve. For example, if the counter unit ZS reaches its maximum possible counting state 63 at time t2 and if the deceleration of the stepper motor lasts only half the acceleration time, the counter unit can be set to 31 at time t2. In this case, the deceleration ends already after 31 step pulses S1 and the deceleration curve is substantially steeper.

Kuvion 5 kytkentäkaavio esittää taajuudenjakajän FT ja muistin SP vaihtokytkimen toteutusta.The circuit diagram of Fig. 5 shows the implementation of the changeover switch of the frequency divider FT and the memory SP.

Taajuudenjakaja FT käsittää laskurin ZAl, kaksi JA-elintä UI ja U2 ja kiikun Fl. Laskuri ZAl on esimerkiksi kahdeksanbittinen. Signaali SI asettaa kiikun Fl ja tämän lähtösignaali vapauttaa JA-elimen UI, joka kytkee kellopulssit T laskurille ZAl. Laskurin ZAl laskenta-tila etenee jokaisella kellopulssilla alkuasetuksesta alkaen yhdellä yksiköllä. Kun laskuri ZAl on saavuttanut laskentatilan 254, antaa JA-elin U2 askelpulssin SI, joka syötetään toisaalta vahvistinasteen V kautta askelmoottorille SM ja toisaalta laskurin ZAl asetustuloon. Askelpulssi SI asettaa laskuriin ZAl alkuasetuksen, jonka määräävät tietosanaa DW vastaavat signaalit DW1-DW8. Mitä suurempi tietosanan arvo on, sitä nopeammin laskuri ZAl saavuttaa laskentatilan 254 ja sitä suurempi on siten askelpulssien SI toistotaajuus.The frequency divider FT comprises a counter ZA1, two AND members UI and U2 and a flip-fl1 F1. The counter ZA1 is, for example, eight bits. The signal SI sets the flip-fl1 F1 and its output signal releases the AND element UI, which switches the clock pulses T to the counter ZA1. The counting mode of the counter ZAl advances by one unit for each clock pulse from the initial setting. When the counter ZA1 has reached the counting state 254, the AND member U2 outputs a step pulse S1, which is fed on the one hand through the amplifier stage V to the stepper motor SM and on the other hand to the setting input of the counter ZA1. The step pulse SI sets an initial setting in the counter ZA1, which is determined by the signals DW1-DW8 corresponding to the data word DW. The higher the value of the data word, the faster the counter ZA1 reaches the counting state 254 and thus the higher the repetition frequency of the step pulses S1.

Vaunun palautuksen päättyessä signaali S2 palauttaa kiikun Fl.At the end of the carriage reset, the signal S2 returns the flip-fl1 F1.

Kiikun Fl lähtösignaali asettaa JA-elimen Ui sulkutilaan ja kello-pulssit eivät enää pääse laskurille ZAl, joten se ei voi enää antaa askelpulsseja SI askelmoottorille.The output signal of the flip-flop F1 sets the AND element Ui to the closed state and the clock pulses can no longer reach the counter ZA1, so it can no longer give step pulses SI to the stepper motor.

Muistin SP vaihtokytkimeen UM sisältyy kahdeksan JA/TAI-elintä U01-U08 ja kiikku F2. Signaali SI asettaa vaunun palautuksen alussa kiikun F2 ja tämän ei-invertoivan lähdön signaali asettaa tällöin JA/TAI-elimien U01-U08 vasemmat JA-elimet toimintaan. Tällöin kiih-dytysohjelmaan BP sisältyvät tietosanat, joita edustavat signaalit BP1-BP8, tulevat kytketyiksi JA/TAI-elimien U01-U08 lähtösignaaleina 12 7241 4 taajuudenjakajalle FT. Askelmoottorin hidastuksen alkaessa signaali S3 palauttaa kiikun F2 ja tämän invertoivassa lähdössä oleva signaali asettaa toimintaan JA/TAI-elimien U01-U08 oikeanpuoleiset JA-eliroet vasemmanpuoleisten JA-elinten joutuessa sulkutilaan. Siten hidastuksen aikana hidastusohjelmaan VP sisältyvät signaalien VP1-VP8 edustamat tietosanat tulevat kytketyiksi JA/TAI-elinten U01-U08 lähtösignaaleina DW1-DW8 taajuudenjakajalle FT.The changeover switch UM of the memory SP includes eight AND / OR members U01-U08 and a flip-flop F2. The signal S1 sets the flip-flop F2 at the beginning of the carriage reset, and the signal of this non-inverting output then sets the left AND gates of the AND / OR members U01-U08 to operation. In this case, the data words included in the acceleration program BP, represented by the signals BP1-BP8, become connected as output signals 12 7241 4 of the AND / OR elements U01-U08 to the frequency divider FT. When the deceleration of the stepper motor begins, the signal S3 returns the flip-flop F2 and the signal at its inverting output activates the right-hand AND gates of the AND / OR members U01-U08 when the left-hand AND gates are in the closed state. Thus, during the deceleration, the data words represented by the signals VP1-VP8 included in the deceleration program VP become connected as output signals DW1-DW8 of the AND / OR elements U01 to U08 to the frequency divider FT.

Kuviossa 6 esitettyyn laskuriyksikköön ZS sisältyy laskuri ZA2, JA-elin U3, TAI-EI-elin N ja kiikku F3, joka voi olla samanlainen kuin kiikku F2. Askelmoottorin kiihdytyksen alkaessa signaali SI asettaa kiikun F3 ja tämän lähtösignaali SI asettaa laskurin ZA2 laskemaan eteenpäin JA-elimen U3 kautta tulevilla askelpulsseilla SI. Laskuri ZA2 on esimerkiksi kuusibittinen ja se laskee alkutilasta 0 alkaen lopputilaan 63. Kun laskuri on saavuttanut laskenta-tilan 63, antaa osoitedekooderi AD signaalin S4 ja se asettaa TAI-EI-elimen N välityksellä JA-elimen U3 sulkutilaan, joten askelpulssit SI eivät enää pääse laskurin ZA2 laskentatuloon. Askelmoottorin hidastuksen alkaessa signaali S3 palauttaa kiikun F3 ja asettaa siten laskurin ZA2 laskemaan taaksepäin askelpulsseilla SI. Signaali S3 asettaa lisäksi laskuriin ZA2 alkuasetuksen, joka on suurimman laskentatilan 63 murto-osa, esimerkiksi 31.The counter unit ZS shown in Fig. 6 includes a counter ZA2, an AND member U3, an OR member N, and a flip-flop F3, which may be similar to the flip-flop F2. At the start of the acceleration of the stepper motor, the signal S1 sets the flip-flop F3 and its output signal S1 sets the counter ZA2 to count forward with the step pulses S1 coming through the AND member U3. For example, the counter ZA2 is six bits and counts from the initial state 0 to the final state 63. When the counter reaches the count state 63, the address decoder AD gives a signal S4 and sets the OR member U3 to the closed state via the N-OFF member N, so that the step pulses S1 no longer enter to the calculation input of counter ZA2. When the deceleration of the stepper motor begins, the signal S3 resets the flip-flop F3 and thus sets the counter ZA2 to count backwards with the step pulses S1. The signal S3 further sets the counter ZA2 to an initial setting which is a fraction of the maximum calculation state 63, for example 31.

Tämä voidaan toteuttaa erityisen yksinkertaisella tavalla siten, että laskurin ZA2 lähdöt on kytketty laskurin ZA2 kulloinkin seuraa-vana vasemmalla oleviin asetustuloihin. Kun laskuri ZA2 on saavuttanut alkutilansa 0, antaa muistin SP osoitedekooderi AD signaalin S5 ja JA-elin U3 joutuu jälleen sulkutilaan, joten laskurin ZA2 laskentatuloon ei enää pääse askelpulsseja. Laskurin ZA2 lukkiutumisen estämiseksi johtuen signaalien S4 ja S5 aikaansaamasta JA-elimen U3 sulkeutumisesta poistetaan S4 heti, kun laskuria ZA2 askelletaan alaspäin ja signaali S5 heti, kun laskuria ZA2 askelletaan ylöspäin.This can be carried out in a particularly simple manner in such a way that the outputs of the counter ZA2 are connected to the setting inputs on the left next to the counter ZA2 in each case. When the counter ZA2 has reached its initial state 0, the address decoder AD of the memory SP gives a signal S5 and the AND member U3 enters the closed state again, so that no step pulses can enter the counting input of the counter ZA2. To prevent the counter ZA2 from locking due to the closing of the AND member U3 caused by the signals S4 and S5, S4 is removed as soon as the counter ZA2 is stepped down and the signal S5 is removed as soon as the counter ZA2 is stepped up.

Claims (4)

13 7241 413 7241 4 1. Kytkentäjärjestely askelpulssien synnyttämiseksi askel-moottorin (SM) käyttöä varten, jossa taajuudenjakaja (FT) määrätyn taajuuden omaavista kellopulsseista tuottaa askel-pulsseja, joiden toistotaajuus on valittavissa tietosanojen (DW) avulla, jossa askelmoottorin (SM) kiihdytyksen ja vastaavasti hidastuksen aikana ylöspäin ja vastaavasti alaspäin laskentapulsseja laskeva laskuriyksikkö (ZS) antaa laskenta-tilaansa liittyvät laskentasanat, ja jossa muisti (SP) lasken-tasanoista riippuen antaa tietosanat (DW), tunnettu siitä, että muistiin (SP) on talletettu ensimmäisestä määrästä tietosanoja (DW) muodostettu, askelmoottorin (SM) kiihdytyksen ajallista kulkua määräävä kiihdytysohjelma (BP), sekä toisesta, pienemmästä määrästä tietosanoja (DW) muodostettu, askelmoottorin (SM) hidastuksen ajallista kulkua määräävä hidastusohjelma (VP), ja että muisti sisältää vaihtokytkimen (UM), jonka asennosta riippuen askelmoottorin (SM) kiihdytyksen tai hidastuksen aikana kiihdytysohjelman (BP) tai vastaavasti hidastusohjelman (VP) tietosanat (DW) on kytketty taajuuden jakajalle (FT) .A switching arrangement for generating step pulses for use in a stepper motor (SM), wherein a frequency divider (FT) generates step pulses from clock pulses having a predetermined frequency, the repetition frequency of which is selectable by data words (DW), during stepper motor (SM) acceleration and deceleration, respectively. correspondingly, the counter unit (ZS) counting down the counting pulses provides counting words related to its counting state, and wherein the memory (SP) outputs data words (DW) depending on the counting planes, characterized in that a first motor is formed in the memory (SP); (SM) acceleration timing program (BP), and a second, smaller number of data words (DW), a stepper motor (SM) deceleration timing program (VP), and that the memory includes a changeover switch (UM), the position of which, depending on the position of the stepper motor SM) during acceleration or deceleration of the acceleration program (BP) i Correspondingly, the data words (DW) of the deceleration program (VP) are connected to a frequency divider (FT). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että laskuriyksikkö (ZS) askelmoottorin (SM) hidastuksen aloittamiseksi on asetettavissa laskenta-tilaan, joka on määrätty murto-osa ennen hidastusta saavutetusta laskentatilasta.Switching arrangement according to Claim 1, characterized in that the counter unit (ZS) for initiating the deceleration of the stepper motor (SM) can be set to a counting state which is a certain fraction of the counting state reached before the deceleration. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että laskuriyksikkö (ZS) asetetaan puoleen ennen askelmoottorin (SM) hidastusta saavutetusta laskentatilasta .Switching arrangement according to Claim 2, characterized in that the counter unit (ZS) is set to half the calculation state reached before the stepper motor (SM) is decelerated. 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että muistin tietosanojen (DW) arvot kiihdytyksen aloittamiseksi kiihdytysohjelmassa (BP) ovat huomattavasti suuremmat kuin lineaarista kiihdytystä vastaavat arvot.Switching arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the values of the memory data words (DW) for initiating acceleration in the acceleration program (BP) are considerably greater than the values corresponding to linear acceleration.
FI781473A 1977-05-11 1978-05-10 Coupling device for generating step pulses for driving a stepper motor. FI72414C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2721282 1977-05-11
DE2721282A DE2721282B2 (en) 1977-05-11 1977-05-11 Circuit arrangement for generating step pulses for driving a stepping motor
DE2721240A DE2721240C3 (en) 1977-05-11 1977-05-11 Circuit arrangement for operating a stepper motor in the optimal load angle range
DE2721240 1977-05-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI781473A FI781473A (en) 1978-11-12
FI72414B true FI72414B (en) 1987-01-30
FI72414C FI72414C (en) 1987-05-11

Family

ID=25772009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI781473A FI72414C (en) 1977-05-11 1978-05-10 Coupling device for generating step pulses for driving a stepper motor.

Country Status (13)

Country Link
JP (1) JPS53139116A (en)
BR (1) BR7802933A (en)
CA (1) CA1111903A (en)
CH (1) CH624801A5 (en)
FI (1) FI72414C (en)
GB (1) GB1560373A (en)
IN (1) IN150615B (en)
IT (1) IT1095737B (en)
MX (1) MX145064A (en)
NL (1) NL7804540A (en)
SE (1) SE444098B (en)
SU (1) SU818506A3 (en)
TR (1) TR20195A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8104590A (en) * 1981-10-08 1983-05-02 Oce Nederland Bv METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A STEPPER MOTOR
DE10322620A1 (en) 2003-05-20 2004-12-16 Bayer Materialscience Ag High-solids binder combinations for scratch-resistant top coats
CN112059732B (en) * 2020-08-31 2023-02-28 苏州铼铂机电科技有限公司 PLC control method of polishing machine swing arm stepping motor

Also Published As

Publication number Publication date
TR20195A (en) 1980-11-01
CH624801A5 (en) 1981-08-14
BR7802933A (en) 1979-03-20
SE7804937L (en) 1978-11-12
FI72414C (en) 1987-05-11
GB1560373A (en) 1980-02-06
NL7804540A (en) 1978-11-14
IT1095737B (en) 1985-08-17
SU818506A3 (en) 1981-03-30
MX145064A (en) 1982-01-04
CA1111903A (en) 1981-11-03
SE444098B (en) 1986-03-17
IT7822953A0 (en) 1978-05-03
FI781473A (en) 1978-11-12
IN150615B (en) 1982-11-13
JPS53139116A (en) 1978-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4300079A (en) DC Motor control system
GB2228636A (en) A system for driving a brushless motor
FI72414B (en) COUPLING SYSTEM FOR GENERATING AV STEGPULSER FOR DRIVNING AND STEGMOTOR
US5004965A (en) Brushless motor with torque compensation
US4956593A (en) Servo motor controlling method
EP0909014B1 (en) Closed loop and open loop synchronization of the phase switchings in driving a DC motor
US4510423A (en) Motor apparatus
US3997829A (en) Multi-phase stepping motor controller
US4241301A (en) Circuit arrangement for the generation of stepping pulses for the acceleration of a stepper motor
US4380723A (en) Digital velocity servo
JP7171321B2 (en) Motor drive device and motor drive method
US4792754A (en) Device for production of a tachometry signal of infinite resolution and without ripple from an inductive position sensor
US4864211A (en) Drive control for DC electric motor
US4982146A (en) Stepping motor driving device
US5744928A (en) Digital locked loop
SU1661951A1 (en) Dc electric drive
US5046123A (en) Error signal detection circuit in a servo control device
US4670694A (en) Capstan motor control circuit
JPH028559B2 (en)
JPH06197576A (en) Motor controller
JPH0736712B2 (en) Control device
SU1170501A1 (en) Device for controlling displacement velocitv of information medium
JP2998400B2 (en) Motor speed control device
SU1322229A1 (en) Device for controlling velocity of electric drive
SU928592A1 (en) Stepping motor control device

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT