Устройство для программного управления шаговыми двигателями Советский патент 1990 года по МПК G05B19/40 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления с возвратно-поступательным движением механизмов.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 - структурная схема коммутатора шагового двигателя.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент 2 задержки, датчики 3 и 4 исходного положения, блоки 5 сброса, блоки анализа 6 и 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, за- датчик 10 перемещения, ключевые элементы 11 и 12, коммутаторы 13 и 14, шаговые двигатели 15 и 16.

Генератор 1 импульсов представляет собой генератор прямоугольных импульсов, которые через ключи 11 и 12, поступают на коммутаторы 13 и 14, заставляя их с частотой генератора включать в определенной последовательности обмотки шаговых двигателей 15 и 16.

Элемент 2 задержки служит для блокирования генератора 1 импульсов при возврате в исходное положение и после отработки заданного перемещения для уменьшения динамических перегрузок исполнительных элементов во время переходного процесса при изменении направления движения шаговых двигателей.

Датчики 3 и 4 исходного положения могут иметь разнообразную конструкцию, например механические переключатели или оптоэлектронное устройство, состоящее из источника света, приемника и флажка, закрепленного на валу шагового двигателя.

легаш

Ч&СНЕЭ

Клок сброса 5 представляет собой в простейшем виде обыкновенную RC-це- 1рочку, время заряда которой при вклю- ении питания выбрано больше, чем 1|фемя переходного процесса в электронных элементах. Только после срабатывания блока сброса происходит ана- Лиз входных сигналов блоков 6 и 7.

Элемент И 3 служит для разрешения прохождения импульса с генератора 1 на задатчик перемещения 10 во время нахождения исполнительных механизмов к исходном положении.

Блоки 6 и 7 предназначены для логического анализа входных сигналов

5

от датчиков 3 и 4 исходного положения, задатчика 10 перемещения и блока 5 сброса, на основании которого выдается разрешение в начале работы на движение в исходное положение тех двигателей, которые в нем не находятся . После приведения всех шаговых двигателей 15 и 16 в исходное положение блоки 6 и 7 запускают через элемент И 9 и элемент 2 задержки и выдается разрешение элементу И 8 на прохождение импульса на задатчик 10 перемещения.

Все микросхемы программируются аналогично табл. 1.

i

Таблица 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления с возвратно-поступательным движением механизмов. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит генератор импульсов, датчики исходного положения, два блока анализа, выполненных на ПЗУ, задатчик перемещения, ключевые элементы, коммутаторы, элементы И. В данном устройстве информацию о величине, направлении, времени логического анализа датчиков исходного положения осуществляет задатчик перемещения, а блоки анализа производят непосредственную обработку сигналов с датчиков и разрешение на включение тяговых двигателей. 3 ил.

Элемент И- 9 предназначен для логического объединения сигналов в случае применения большого количества Исполнительных механизмов, число входов которого зависит от типа микросхем (ПЗУ) для блоков постоянной памяти.

При одном блоке надобность в этом элементе отпадает. С приходом послед

него сигнала от блока анализа сигнал с элемента И 9 запускает элемент задержки 2,

Задатчик 10 перемещения предназна чен для задания величины перемещения, направления вращения шаговых двигателей и для выдачи сигнала блоков постоянной памяти при логической обработке сигналов с датчиков исходного

положения при движении к исходу и в конце заданного перемещения.

Ключевые элементы 1 и 12 служат для выбора шаговых двигателей согласно программы.

Коммутаторы 13 и 14 шаговых двигателей предназначены для переключения с определенной последовательностью обмоток этих двигателей импульсами

генератора 1. Порядок этой последовательности (прямой или обратный) задается сигналом с задатчика 10 перемещения. Коммутатор шагового двигателя 15 и 16 может быть выполнен знало-- гично описанному.

Он содержит счетчик 17 и элемент постоянной памяти 18 (фиг, 3). Счетчик 17 осуществляет пересчет поступающих импульсов, выходы его определяют адрес на входе элемента постоянной памяти 18, а выход в определенной последовательности подключает обмотки шагового двигателя, согласно например, табл. 2.

Т а б л и. ц а 2

01 02 03 I

Выходы 03

Шаговые двигатели 15 и 16, могут быть любые, например, двухфазные типа ДШ-200.

Устройство работает следующим об- р.азом.

Блок сброса 5 при включении питания формирует кратковременный импульс, запрещающий работу устройства. По заднему фронту этого импульса в случае, если все шаговые 15 и 16 двигатели (ШД) находятся в исходном положении, блоки 6 и 7 разрешают работу ключевых элементов 11, 12 задатчика 10 перемещения и через элемент И 9 запускают элемент 2 задержки, блокирующей работу генератора 1 импульсов. Время блокировки определяется временем успокоения исполнительных механизмов шаговых двигателей, После отработки задержки генератор импульсов через элемент ИЗ запускает задат- чик перемещения 10, меняет направление вращения шаговых двигателей (ШД) 15 и 16 и начинает ич движения на заданное перемещение.

В случае же, если все шаговые дви- гатели (ШД) 15, 16 находятся в исходном

15

20

25

30

35

40

45

50

55

положении, то в зависимости от адреса на выходе блоков 6 и 7 производит блокировку задатчика 10 перемещения и возврат в исходное положение тех ШД, которые не находятся в нем.

При срабатывании последнего датчика 3 и 4 исходного положения работа устройства происходит аналогично описанному.

После отработки программы движения задатчик 10 перемещения меняет свое значения на входе коммутатора 13 и 14 на возврат ШД к исходному положению, одновременно меняется адрес на входе блоков 6 и 7, что заставляет сработать элемент 2 задержки и заблокировать генератор 1 импульсов. Одновременно блокируется на весь цикл возврата датчик 10 перемещения,

После окончания блокировки генератора 1 импульсов ШД возвращаются в исходное положение.

ГЗлоки 6 и 7 анализируют состояние своих входов и при срабатывании последнего датчика исходного положения„ через второй элемент 9 И снова запускает элемент 2 задержки, блокирующий генератор 1 импульсов. После окончания блокировки процесс движения повторяется .

Ф о D м у л а изобретения

Устройство для программного управления шаговыми двигателями, содержащее генератор импульсов, датчики исходного состояния по числу шаговых двигателей, ключевой элемент, выход которого соединен с первым входом соответствующего коммутатора шаговых двигателей, выходы которых являются выходами устройства для программного управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блок сброса, элемент задержки, первый и второй блоки анализа, первый и второй элементы И, задатчик перемещения, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход - с первыми

вводами коммутаторов шаговых двигателей и с первыми адресными входами netpsoro и второго блоков анализа, вторые адресные входы которых подклю- чены к выходам датчиков исходного состояния, установочные входы первого и второго блоков анализа подключены к выходу блока сброса, первый вход ключевого элемента соединен с выходом jg генератора импульсов и с первым вхо- до|м первого элемента И, вторые входы

15504798

которого соединены с первыми информационными выходами первого и второго блоков анализа и с соответствующими входами второго элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки, выход которого подключен к входу генератора импульсов, второй вход ключевого элемента подключен к соответствующему второму информационному выходу первого и второго блоков анализ а.

Фаг.1

Редактор И.Сегляник

Составитель И.Швец Техред А.Кравчук

Заказ 272

Тираж 6G9

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор В.Кабаций

Подписное