SU630728A2

SU630728A2 - Stepping motor control arrangement

Info

Publication number: SU630728A2
Application number: SU772487745A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иустинович Якимов; Степан Григорьевич Раевский; Юрий Андреевич Жуков; Иван Иванович Лобанов; Владимир Алексеевич Марков
Original assignee: Предприятие П/Я М-5046
Priority date: 1977-05-23
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1978-10-30

Description

1one

Изобретение относитс к области автоматического уиравлени электромеханическими преобразовател ми и может быть использоваио в ирецизионны.х установках и станках, в частности в нолупроводниковом производстве и машиностроении.The invention relates to the field of automatic control of electromechanical converters and can be used in precision installations and machine tools, in particular in the semiconductor manufacturing and mechanical engineering.

По основному авт. св. N° 439891 известно устройство дл управлени шаговым электродвигателем , содержаш,ее усилитель мош,иости , св занный с раснределнтелем имиульсов через схемы совиадени , и узел запираии , подключенный своим выходом ко входам схем совпадени п состо щий из генератора имиульсов, счетчика импульсов и дополнительиой схемы совнадени , один вход которой подключен к выходу генератора имиульсов, другой - к выходу старшего разр да счетчика, а выход соединен со счетным входом счетчика, св занного своим входом установки нулевого состо ни со входом расиределител импульсов.According to the main author. St. N ° 439891, a device for controlling a stepper electric motor, including its amplifier mosh, is known, which is connected to the distributor of emulsions via siapaden circuits, and the locking unit connected by its output to the inputs of the coincidence circuit n consisting of an imi muls generator, pulse counter and additional circuit. connection, one input of which is connected to the output of the emulsion generator, another - to the output of the higher discharge of the counter, and the output is connected to the counting input of the counter connected by its zero-state input to the input asiredelitel pulses.

Узел запирани отключает питапие обмоток двигател через определенпое врем , необходимое дл успокоени ротора, после прекраш,ени подачи управл юш,их импульсов .The locking assembly turns off the motor windings after a certain time, which is necessary to calm the rotor, after stopping the control supply, of their impulses.

Недостаток такого устройства ири использовании его дл перемеш,ени объекта, подвергающегос воздействию рабочего органа , наиример инструмента, заключаетс The disadvantage of such a device and using it for mixing, an object under the influence of a working body, such as a tool, is

в том, что при обесгочеипых обмотках двигател усили , возникающие вследствие вибрации или ускорений, передаютс на ротор двигател и вызывают поворот последнего , что приводит к потере точностн позиционировани ; в-Л1есте с тем среднее врем воздействи ииструмеита обычно меньше средией продолжительност паузы между командами.in that when the motor windings are de-energized, the forces arising due to vibration or acceleration are transmitted to the rotor of the engine and cause the latter to turn, which leads to a loss of precision in positioning; In the meantime, the mean exposure time of iistrumite is usually less than among the length of the pause between teams.

Целью нзобретеин вл етс новьпиение надежности при позиционпрованпп приводимого электродвигате.юм объекта, подвергающегос воздействи м рабочего органа.The purpose of the inventor is to innovate reliability when positioning an electric motor driven by an object under the action of the working body.

Указаииа цель достигаетс тем. что устройство доиолннте. содержит датчик ноложени рабочего органа и двухвходовой элемент НЛП, выход которого нодк.чю ICH ко входам схем совнадеин , а входы - соответственно к выходам узла запирани и датчика ноложенн рабочего органа.This goal is achieved by those. that the device completes. It contains a working body position sensor and a two-input NLP element, the output of which is ICH to the circuit inputs of the sovnadein, and the inputs, respectively, to the outputs of the locking assembly and the sensor of the working body.

Такое выиолнеине }стрО1 1Ства обеепечивает возбужденне электродвнгател и)н воздействии иа нриводимый им в движение объект рабочего органа, наиример обрабатывающего инструмента, что нсключает нотерю ииформации электродвигателем прн вибраци х, и ускорени х, вызываемых воздействием 1И1струмеита.Such a wavelength} str1 1 stv provides for the excitation of the electric motor and the action of the working body object initiated by it in motion, which is the machining tool, which means that not only the information is generated by the electric motor vibrations, and the accelerations caused by the action of 1I1strumite.

На чертеже иредставлена структурна схема иредлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Шаговый электродвигатель 1 еоедииен парой ходовой винт-гайка с объектом 2 и смужит дл прецизионного нозиционировани поеледнего. Рабочий орган, например инструмент 3, ириводитс в движение при помощи нривода 4. Шаговый электродвигатель 1 через усилители 5 и ехемы 6 совпадени , количеетво которых определ етс числом фаз двигате.т , подключен к выходу распределител 7 импульсов. Вход 8 управл ющих импульсов распределител соединен со входом узла 9 запирани , выход которого подключен к одному из входов элемента 10 ИЛИ. Выход элемента 10 ИЛИ соединен со вторыми входами схем 6 совпадени , а второй вход - е выходом положени датчика 11 инструмента, нредставл югцего собой в данном случае фотодатчик, оптически св занный с инструментом 3.A stepper motor is 1 pair of a lead screw with an object 2 and is smoked for precision positioning of the food. The working element, for example, tool 3, is actuated with the help of drive 4. Stepper motor 1 through amplifiers 5 and match 6, the number of which is determined by the number of motor phases, is connected to the output of the distributor 7 pulses. The input 8 of the control pulses of the distributor is connected to the input of the locking unit 9, the output of which is connected to one of the inputs of the OR element 10. The output of the OR element 10 is connected to the second inputs of the matching circuit 6, and the second input is provided by the position output of the tool sensor 11, which in this case represents an optical sensor optically coupled to the tool 3.

Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии отсутствуют импульсы па входе 8 и сигнал на выходе датчика 11, обмотки двигател 1 обесточены. При поетуплении управл ющих импульсов на вход 8 па выходе узла 9 запирани но вл етс сигиал, поэтому сигналы с распределител 7 проход т через схемы 6 на уенлители 5, нодключающие в определенной последовательности обмотки двигател 1 к источнику нитани , вызыва вращение ротора и перемещение объекта 2 в следующую позицию. Иосле прекращени подачи нравл ющих импульсов через некоторое врем , необходимое дл уенокоени ротора двигател , сигнал на выходе узла 9 занираии исчезает, схемы 6 еовпадени запираюте , обмотки двигател 1 обесточиваютс . При перемещении инструмента 3 в рабочее положение, когда усилие от него нри касании обрабатываемого объекта передаете через последний на ротор двигател , на выходе датчика 11 инструмента по вл етс снгнал, нроход щий через элемент 10 ИЛИ на входы схем 6 совпадеии и пропускающий на усилители 5 сигналы с оиределепных выходов распределител 7. Вследствие этого соответствующие обмотки двигател 1 подключаютс к источнику питани , и ротор фиксируетс . При выходе инструмента нз зоны воздействи иа объект The device works as follows. In the initial state, there are no pulses on the input 8 and the signal at the output of the sensor 11, the windings of the engine 1 are de-energized. When control pulses are applied to the input 8 of the output of the locking node 9, the lock is sial, therefore signals from the distributor 7 pass through the circuits 6 to the general units 5 that connect the winding of the engine 1 to the source source in a certain sequence, causing the rotor to rotate and move the object 2 in the next position. After stopping the supply of moral pulses after a certain time required to rotate the rotor of the engine, the signal at the output of the downgrading node 9 disappears, the coincidence circuit 6 locks up, the windings of the engine 1 de-energize. When the tool 3 is moved to its working position, when the force from it touches the object being processed is transmitted through the engine to the rotor, the output of the tool sensor 11 is generated, passing through element 10 OR to the inputs of the coincidence circuit 6 and transmitting signals to the amplifiers 5 from the outlets of the distributor 7. As a result, the corresponding windings of the engine 1 are connected to the power source and the rotor is fixed. When the tool exits the area of impact

сигнал иа выходе датчика И исчезает, схемы 6 запираютс и обмотки двигател 1 обесточиваютс до прихода следующего управл ющего импульеа или до следующего перемещепи в рабочее положение инструмента 3.the signal at the output of the sensor AND disappears, the circuits 6 are locked and the windings of the engine 1 are de-energized until the next control pulse arrives or until the next movement in the working position of the tool 3.

Таким образом, сигнал от датчика инструмента , нееущий информацию о неремещепии ииструмента в зону механического воздействи на нозиционируемый объект, проходит через элемент ИЛИ и позвол ет подключить обмотки двигател к источнику питани и тем самым иредотвратить поворот ротора двигател . Такой поворот ротора приводит к иотере точности позиционировани , что значнтельно снижает надежность и ухудщает качество работы прецизионных установок, использующих позиционный щаговый нривод, панример, автоматов дл контрол и обработки иолупроводииковых пластин со структурами. Предлагаемое решение иозвол ет сочетать отключение обмоток двигател в периоды пауз между сери ми управл ющих импульсов, иозвол ющее снизить потребл емую мощность , с кратковременным подключением обмоток на врем воздействи инструмента, устран ющим потерю точности позиционировани . Причем отключение обмоток двигател в установках уном нутого типа целесообразно , так как средн продолжительность паузы между сери ми управл ющих импульсов при позициопироваиии больще среднего времени воздействи инструмента на позициоиируемый объект.Thus, the signal from the sensor of the instrument, the needless information about the non-displacement of the tool and the zone of mechanical impact on the positioned object, passes through the OR element and allows the motor windings to be connected to the power source and thereby prevent the rotation of the motor rotor. Such a rotor rotation leads to the positioning accuracy of the engine, which significantly reduces the reliability and degrades the quality of operation of precision installations using a positional drive, a panrimer, and automatic machines for controlling and processing semi-conductive plates with structures. The proposed solution makes it possible to combine the disconnection of the motor windings during periods of pauses between the series of control pulses, and allowing to reduce power consumption, with a short-term connection of the windings for the duration of the tool, eliminating the loss of positioning accuracy. Moreover, it is advisable to turn off the motor windings in installations of the same type, since the average duration of the pause between the series of control pulses during positioning is longer than the average time the tool acts on the positioned object.

Форм}-л а изобретени Form} -l and inventions

Устройство дл управлени шаговым электродвигателем по авт. св. № 439891, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности при позиционировании приводимого электродвигателем объекта, подвергающегос воздействию рабочего органа , оно содержит датчик положени рабочего органа и двухвходовой элемент Р1ЛИ, выход которого подключен ко входам схем совпадени , а входы - соответственно к выходам узла запирани и датчика положени рабочего органа.A device for controlling a stepper motor according to ed. St. No. 439891, characterized in that, in order to increase reliability when positioning an object driven by an electric motor that is exposed to a working body, it contains a working element position sensor and a two-input element R1LI, the output of which is connected to the inputs of the coincidence circuit, and the inputs respectively to the outputs of the locking node and the position sensor of the working body.