FI72414C - Kopplingsanordning foer generering av stegpulser foer drivning av en stegmotor. - Google Patents

Description

[uSSr^l KUULUTUSjULKAISU

•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

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.- 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,

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 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.

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 .

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.

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 .

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.

3 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.

Jos askelmoottori on toteutettu siten, että staattisen vääntömomentti-ominaiskäyrän puolijaksoa vastaa pariton askelluku s, on edullista, jos käynnistyspulssien lukumäärä on (S+l)/2.

Dynaaminen vääntömomentti saadaan nopeasti optimaaliseksi, jos käynnistyspulssien toistotaajuus on oleellisesti suurempi kuin ohjaus-pulssien toistotaajuus kiihdytyksen alussa.

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.

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.

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.

Jos muistin sisältöä ei ole muutettava on edullista, jos muistina on lukumuisti.

7241 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.

Askelpulssien toistotaajuuden absoluuttisesta arvosta riippumattomien askelmoottorin hidastus- ja kiihdytysominaisuuksien saamiseksi on edullista, jos laskuriyksikölle syötetään laskentapulsseiksi as-kelpulssit.

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.

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.

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.

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.

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 - a

Mmax = · 2 · sm p j ja pienimmäksi dynaamiseksi vääntömomentiksi - MH /T —7

Mmm = — · /1 - cos pa/ p · a — missä p on askelmoottorin napapariluku ja a askelkulma.

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.

Jos toistotaajuus kasvaa tästä poiketen hitaammin, ei roottori käänny kahden ohjauspulssin välisenä aikana kulmaa a, joten vakiovääntö-momentin edellytykset eivät enää toteudu.

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.

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.

Periaatteessa askelmoottoria voidaan kiihdyttää ohjauspulssien SI toistotaajuudella £ _ Mmax .1 _ ^ J " a Tämä toistotaajuus edustaa kuitenkin teoreettista rajatapausta ja tätä taajuutta ei saa ylittää.

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 + 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.

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 > = —

Seuraavat ohjauspulssit annetaan, kun askelmoottorin roottori on kääntynyt keskimäärin askelkulman a verran. Moottori käynnistyy tällöin tasaisesti kiihtyvästi vääntömomentilla 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.

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.

Askelmoottoria, jossa s on parillinen luku, voidaan siten, aivan samoin kuin askelmoottoria, jolla arvo s on pariton, kiihdyttää alusta alkaen suurimmalla mahdollisella vääntömomentilla 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 = - .

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.

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.

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.

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.

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.

Laskuriyksikköä ZS askelletaan jokaisella askelpulssilla eteenpäin yhden laskentayksikön verran ja se saavuttaa ajanhetkellä tl ennalta-määrätyn suurimman laskentatilansa. Muistin SP osoitedekooderi 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Kuvion 5 kytkentäkaavio esittää taajuudenjakajän FT ja muistin SP vaihtokytkimen toteutusta.

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.

Vaunun palautuksen päättyessä signaali S2 palauttaa kiikun Fl.

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.

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.

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.

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.

Claims (4)

13 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) .

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.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että laskuriyksikkö (ZS) asetetaan puoleen ennen askelmoottorin (SM) hidastusta saavutetusta laskentatilasta .

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.